Николаевский кафедральный (теплый) собор, заложенный 2 июня 1704 года, а освященный в 1712 году как Троицкий, переосвящен в Никольский в 1844 году. Был построен на месте обветшавшей Троицкой церкви, устроенной одновременно с основанием города. Храм был воздвигнут в честь победы над бунтовщиками под верховодством Степана Разина. Из наиболее значимых святынь собора следует отметить позолоченный серебряный напрестольный крест-мощевик, пожалованный царем Алексеем Михайловичем в 1648 году при построении города; Чудотворный образ Божией Матери Смоленской и "Умиление сердец", в богатых серебряных ризах, присланных императором Петром Великим; часть ризы Господней.

С 1832 - зимний храм комплекса кафедрального собора Симбирской епархии. В крипте собора архиерейская усыпальница. После сноса храма, вероятно засыпана и сохранилась, там покоится прах четырех первых симбирских архиереев.

В середине 1850-х реконструирован, построена новая колокольня.

В трапезной был Знаменский престол, в колокольне - престол Иоанна Воина, в архиерейской усыпальнице - престол Варсонофия Тверского и Евгения Херсонского (1894).

В 1930 году собор закрыт, вскоре разрушен. На месте собора сквер и начало эспланады.