На городском собрании Льгова было принято решение о возведении храма в честь Святителя Николая Чудотворца в память о чудесном спасении Императорской семьи в этой железнодорожной катастрофе. Храм возводился в течение многих лет с 1888 по 1911 г. Строительство велось на пожертвования жителей города. Активное участие в строительстве храма принимали известные льговские купцы Пафнутьевы, Коншины, Крыгины, Гадицкие, Жбанковы. Кирпич для строительства храма поставлялся из расположенного неподалеку кирпичного завода. Внутреннее убранство храма было весьма богатым. Иконостас был изготовлен по эскизам Н.Д. Бартрама в знаменитой московской Семеновской мастерской.
После революции в храме продолжались совершаться богослужения. После издания декрета об изъятии церковных ценностей в 1922 г. представители власти неоднократно производили акты изъятия церковного имущества храма. В 1930-х годах храме был закрыт, в нем были прекращены богослужения.
Во время Великой Отечественной войны г. Льгов с 1941 по 1943 годы находился в оккупации. С приходом в город немцев храм был открыт, в нем возобновились богослужения вплоть до сегодняшнего дня.
