Собор Николая Чудотворца в Омске часто называют Никольским войсковым казачьим собором, так как изначально он был построен для казачьего войска. Идея строительства храма возникла по инициативе командования, а средства на его возведение были собраны через пожертвования. Проект церкви разработал архитектор П. Стасов, известный своими работами в Москве и Санкт-Петербурге. После внесения всех необходимых изменений проект был утвержден. Строительство собора началось в мае 1833 года на площади, где также располагался казачий кадетский корпус, а освящение состоялось в июне 1840 года. Иконы для храма создали художники М.И. Мягков и П.М. Скороспелов.

Центральная часть церкви была увенчана заниженным куполом, над которым возвышался декоративный полукруглый купол. Рядом находилась трапезная с купольным сводом и колокольня. Среди прихожан были как омские казаки, так и крестьяне из окрестных деревень. В соборе хранилось знамя Ермака, которое после 1919 года исчезло.

В ноябре 1928 года власти решили использовать здание собора для городских нужд, в том числе культурных. Колокольню разобрали, а колокола переплавили. Впоследствии здесь размещались клубы, музыкальная школа, кинотеатр «Победа» и другие учреждения. В 1960 году собор был под угрозой сноса, но протесты горожан помогли его сохранить. В 1970-80-х годах проводилась реставрация. Позже в храме установили орган, и здесь можно было слушать органную и камерную музыку.

В 1989 году собор передали Омской епархии, а с июня 1998 года он перешел в управление Омско-Тарской епархии. 8 августа 2004 года, в честь 288-летия Омска, из собора вынесли знамя Ермака, символизируя уважение к памяти предков, сражавшихся за Святую Русь и Православную веру.

Сегодня внутреннее убранство храма значительно изменилось: новый иконостас был создан по проекту Василия Гульченко, а его золочение выполнил Олег Зотин. Иконы написаны в епархиальной мастерской под руководством Геннадия Адаева и иконописцев Дмитрия Фофина, Татьяны Голубевой, Артура Костылёва, Владимира Ходыкина, Дионисия и Наталии Непобедимых. Собор активно живет духовной жизнью, здесь ежедневно проводятся Божественные Литургии, крещения, венчания и другие обряды.