Главной достопримечательностью Диканьки была Свято-Никольская церковь с находившимся в ней чудотворным образом Cвятителя Николая. О ней упоминает и пасечник: «Знаете ли вы дьяка диканьской церкви, Фому Григорьевича? Эх, голова! Что за истории умел он отпускать!» Известно, что три повести в книге Н. В. Гоголя «Вечера на хуторе близ Деканьки» — «Вечер накануне Ивана Купала», «Пропавшая грамота» и «Заколдованное место» — рассказаны именно дьяком Диканьской церкви Фомой Григорьевичем.
По преданию, в старину, когда диканьскими землями владел архиепископ Черниговский Лазарь Баранович, на одном из пней в лесу недалеко от Диканьки таинственным образом явлена была икона Святителя Николая. Удивленные жители перенесли ее в сельскую церковь. А утром иконы там не нашли и снова обрели ее в лесу на том же самом пне. Святую находку трижды возвращали в церковь, но каждый раз она неизменно оказывалась на месте обретения. Слух об этом дивном происшествии разнесся по округе. Решено было воздвигнуть здесь деревянный храм. По благословению черниговского святителя в 70-х годах XVII столетия поставлена была Никольская церковь. На памятном пне поместили метровый дубовый крест, который оказался в алтарной части новопостроенного храма. Главной почитаемой святыней его была чудесно обретенная икона великого угодника Божия Cвятителя Николая, ставшая неиссякаемым источником чудотворений.
Впоследствии диканьские земли принадлежали генеральному судье Запорожского войска Василию Леонтиевичу Кочубею. В 1754 году его внук Павел по благословению Киевского митрополита Тимофея Щербацкого перестроил деревянный храм, расширив его. Он к тому времени стал местом паломничества богомольцев, которые нескончаемым потоком стекались к своему небесному заступнику. В результате различных нестроений и недоразумений епархиальное начальство приказало перенести храм в другое место, а чудотворный образ хранить в архиерейской ризнице Крестовоздвиженского монастыря в Полтаве.
В 1783-1789 годах наследники Василия Кочубея просили у Синода разрешения построить вместо деревянного каменный храм, но на прежнем месте. Нелегко было получить такое разрешение, поскольку, по мнению тогдашней духовной власти, церквей в селе было достаточно. В 80-х годах XVIII века в Диканьке было три приходских церкви: Троицкая, Иоанна Златоуста и Рождества Богородицы, при которых находилось более трехсот дворов, где жило примерно четыре с половиной тысячи прихожан. Свято-Никольская церковь не имела приходских дворов и была при имении Кочубеев, хотя посещало ее немало и простых прихожан. По прошествии нескольких лет синодальное благословение на строительство храма было дано, и Виктор Павлович Кочубей, достигший потом в Петербурге высших государственных постов, он был вице-канцлером, министром внутренних дел, председателем Государственного совета, в 1794 году построил каменную церковь, которая существует и поныне. Икона Святителя Николая Чудотворца была возвращена из архиерейской ризницы и заняла свое прежнее место. Постепенно стал увеличиваться поток богомольцев.
С этой церковью и с чудотворным образом Святителя Николая связана одна из первых страниц жизни Николая Васильевича Гоголя. Его мать, Мария Ивановна, у которой двое детей умерло, едва появившись на свет, дала обет перед иконой угодника Божия, что если будет у нее сын, наречь его Николаем, и просила священника села Диканьки молиться до тех пор, пока его не известят о рождении дитяти и попросят отслужить благодарственный молебен. Испрошенный молитвой, новорожденный Николай и был встречен в этом мире молитвой благодарения Богу. По словам сестры писателя, Ольги Васильевны Гоголь-Головни, брат ее любил вспоминать, почему назвали его Николаем.
Что касается дальнейшей судьбы Диканьской церкви, то после революции лес вокруг нее вырубили, княжеские захоронения в склепе под храмом были разграблены. Церковь не раз закрывали. Но в годы Великой Отечественной войны здесь служилась Литургия. В 1963 году храм отобрали у верующих и устроили в нем музей атеизма. С 1985 года в качестве памятника архитектуры Никольская церковь принадлежала государственному историко-краеведческому музею. За годы запустения утрачена была богатая церковная утварь, а также древние иконы и старинные богослужебные книги. В 1989 году храм заново освятили. Древний пень, на котором обретена была икона, по-прежнему находится под престолом. Сам же чудотворный образ Святителя Николая какое-то время хранился в фондах Полтавского краеведческого музея. Ныне его местонахожденние неизвестно.