Никольский храм является первой православной церковью в Брюсселе и функционирует с 1862 года. Изначально приход располагался в доме князя Николая Орлова, который был русским посланником при Бельгийском дворе и финансировал церковь. В 1876 году храм переехал на первый этаж жилого дома на улице Шевалье, где находится и сейчас. Позже церковь перешла под управление Министерства иностранных дел, а затем Русской миссии в Брюсселе.

Главные святыни храма, ковчежцы с частицами мощей святителя Николая Чудотворца и преподобного Серафима Саровского. При храме действует библиотека, в которой собрано несколько тысяч книг и журналов на церковнославянском, русском, французском, греческом, немецком, английском и других языках, а также архив.

За более чем столетнюю историю храм в основном сохранил свой изначальный вид и характер. Центральным элементом является иконостас. Изначально в нем находились иконы, выполненные в западно-европейской манере в 1896 году. При архиепископе Александре они были заменены на более иконографичные, а старые иконы разместили на стенах алтаря, где они находятся и сейчас. От первоначальных икон на иконостасе сохранились только два образа со сценой Благовещения на Царских вратах.

В 1996 году иконостас был отреставрирован и заново позолочен. Также обновили роспись на парусах и в куполе алтаря, используя в качестве образца фрески русской келии святого архидиакона Стефана на Афоне. Одновременно была восстановлена в прежнем виде центральная композиция над иконостасом «Вознесение Креста».