История Свято-Никольского храма восходит к началу XVII в., когда здесь, в Напрасной слободе (называлась так, потому что это было место погребения казненных преступников и тюремных колодников), была поставлена деревянная церковь в честь св. Димитрия, царевича Угличского.

В том храме, как гласит предание, был почитаемый чудотворный образ святителя Николая. Эта икона единственная сохранилась после пожара в 1703 г. Из особенного благоговения к тому образу горожане на пожертвования построили каменную церковь в честь Святителя Николая, Мирликийского чудотворца. В 1720 г. храм был освящен и украшает наш город и поныне. Он очень уютен и особенно красив изнутри, где плавно переходят в свод стены, где из окон льется откуда-то сверху свет, рождая ощущение полета и устремленности ввысь.

В 1831 г. во время свирепствовавшей в Воронеже холеры, прославилась особо чтимая икона Толгской Божией Матери Перед ней отслужили молебны, и многие верующие получили исцеление.

В 1942 г. храм был закрыт. Во время Великой Отечественной войны были разбиты два яруса колокольни, сгорела кровля трапезной и покрытие купола.

В 1943-1949 гг. Никольская церковь - единственная действующая в городе становится кафедральным собором. Первый послевоенный архиепископ Воронежский и Острогожский Иона (1866-1945) покоится сейчас за алтарем церкви.

В 1988 г., в год тысячелетия Крещения Руси, храм был заново расписан внутри, но сохранились и иконы XIX в.

В 1990 г. началось строительство придела в честь иконы Толгской Божией Матери (фото храма с юго-восточной стороны).

В 1996 г. художником К. Д. Ясиновским исполнена мозаичная надвратная икона.

При храме работает библиотека, прокат аудио- и видео кассет православного содержания (по воскресным дням). Свято-Никольский храм является центром, где на заседаниях Православного экологического братства собирается воронежская интеллигенция (ученые, писатели, журналисты, врачи. преподаватели).В новом здании близится к завершению роспись большой крестильни в древне-русском стиле .