Свято-Никольский кафедральный собор — один из наиболее ранних образцов украинского барокко. Ранее на месте собора стоял деревянный одноименный храм. Строительство же каменного храма происходило с 1650 года по 1658 год и осуществлялось под контролем митрополита Киевского и Галицкого. Возводилось сооружение казаками Нежинского полка на деньги братьев Василия и Ивана Золотаренко. Сохранился текст купчей грамоты 1655 года, в которой нежинская мещанка Васса Копачовчиха завещала треть своих средств казацкому полковнику Ивану Золотаренко на строительство каменной церкви.
Легенда рассказывает, что собор заложен в честь чудесного спасения города от турецкого нашествия, благодаря заступничеству Св. Николая Чудотворца. Согласно другой легенде, в этом соборе Богдан Хмельницкий венчался с нежинской красавицей Ганной Золотаренко. Один из основателей собора — брат Ганны, нежинский полковник Василий Золотаренко, был казнен вскоре после знаменитой «Черной Рады», проходившей в Нежине в 1663 году.
Николаевский собор служил не только местом богослужения. Здесь проходили собрания и национальные праздники, зачитывались Гетманские Универсалы и царские указы, проходили важные исторические события. Собор был полковым храмом Нежинского казачьего полка. Его парадная роль подчеркнута и в интерьере, где с обеих сторон главного входа устроены специальные лоджии для полковых старшин, и в городской застройке — на пересечении 2-х главных площадей — Соборной и Ярмарочной.
Храм «всефасадный», одинаково смотрится со всех четырех сторон. Высота сооружения 55 м. Пятиглавый собор выстроен в стиле украинского барокко и полностью воссоздает в кирпиче привычные приемы народного деревянного зодчества. В соборе хранится икона святого великомученика и целителя Пантелеймона с частичкой мощей этого угодника. Ее прислал из Германии в 1998 году бывший пономарь собора Прохор, служивший в храме в годы фашисткой оккупации. Николаевский собор неоднократно горел в 1754, 1773, 1798 годах и перестраивался во второй половине XIX века. Летом 1905 года в Николаевском соборе венчались Павел Королев и Мария Москаленко — родители известного авиконструктора и создателя ракетно-космической техники Сергея Королева.
С 1920-1939 годов в соборе размещался соляной склад. В течение двухлетней оккупации Нежина гитлеровскими войсками собор был действующим, в 1946 году был закрыт снова. Лишь к 1990 году собор отреставрировали и передали верующим.
