На том месте, где сейчас располагается Никольский собор, был плац Морского полкового двора. Вокруг находились деревянные казармы, служащих Военно-морского ведомства. Чуть позже, здесь уже стояли казармы, лейб-гвардии морского экипажа. Именно для лейб-гвардии, в 1743 году, в центре площади была построена деревянная церковь, во имя Николая Чудотворца. В дар храму, греческие купцы передали византийскую икону святителя Николая. Икона и по сей день остаётся главной святыней Никольского собора.
При суровом климате северных широт, деревянная церковь быстро пришла в негодность. Президент коллегии Адмиралтейств, князь М. М. Голицын, обратился к императрице Елизавете Петровне, с просьбой о постройке новой каменной церкви, которая стала бы, главным храмом Российского флота. Императрица дала своё согласие и повелела строить, по образцу Астраханского храма.Освещался Никольский собор дважды. Первый раз освящали нижнюю церковь во имя Святителя Николая, а второй - верхнюю церковь, во имя Богоявления Христова.С конца 18-го века, Никольский собор стал олицетворять морскую славу России. Екатерина II, повелела подарить храму, 10 образов в честь побед русского флота, в битвах с турками и шведами. С тех пор, каждую закладку нового корабля, каждую годовщину важного события в истории русского флота, здесь отмечают богослужением.
В советские времена, Никольский собор не был закрыт, и начиная с 1941 года по 1999, он являлся кафедральным. В нём жил Митрополит Ленинградский и Новгородский Алексий, будущий Патриарх всея Руси - Алексий II.
