Проект предусматривал строительство здания в «ярославском стиле» с вместимостью 400 человек. Закладка состоялась 20 декабря 1936 года, а строительство храма вел отец М. Данильчик. Освящение, проведенное архиепископом Тихоном, состоялось 19 декабря 1937 года. На торжественном освящении и первой литургии собралось множество верующих, и храм был переполнен, некоторые стояли даже на паперти. Среди присутствующих были представители русской эмиграции и жители других городов северо-запада, таких как Вилкесон, Эверетт и особенно Портленд, а также много американцев.

В 1962 году храм получил статус кафедрального собора в связи с образованием Сиэтлийского викариатства. За годы существования Николаевский собор стал местом проведения важных событий епархии, таких как собрания духовенства и молодежные съезды. Собор посещали Первоиерархи РПЦЗ, митрополиты Лавр и Иларион, а также многие иерархи Русской Церкви. Сегодня при Сиэтлийском соборе действуют сестричество, церковно-приходская школа, детский сад и благотворительный фонд.