Впервые деревянная Никольская церковь упоминается в описи города Суздаля за 1617 год. В древности при ней существовал женский монастырь, упраздненный в начале XVIII века. В 1719 году вместо сгоревшей деревянной церкви была построена ныне существующая кирпичная Никольская церковь с колокольней. Никольская зимняя и расположенная рядом Христорождественская теплая церкви составляют единый архитектурный ансамбль центральной части Суздаля.
Общий силуэт храма относится к русской архитектуре XVIII века. Квадратный основной объем завершается кирпичным барабаном с главой луковичной формы, с востока к нему примыкает невысокая апсида, с запада трехъярусная колокольня, увенчанная вогнутым шатром, на котором располагается шлемовидная глава с крестом, основной объем возвышается над апсидой и завершается карнизом с городками и декоративными кокошниками.
Углы церкви оформлены пилястрами, в объемно-пространственной композиции доминирует шатровая колокольня, оконные проемы основного объема и апсиды оформленными богато декорированными наличниками, завершающимися кокошниками. Дверные проемы основного объема имеют перспективные порталы, состоящие из прямоугольных выступов и полуколонок.
К основному объему примыкают полукруглая апсида, а с западной стороны квадратная колокольня с небольшим переходом, расположенным между ней и основным объемом, верхние яруса колокольни восьмигранные. Подлинные строительные материалы, использовавшиеся при строительстве здания глиняный кирпич, белый камень.
В 2012 году проведены работы, включающие реставрацию креста, главки и крови барабана с подзорами, реставрацию фасадов храма, барабана, кровли перехода и основной кровли, замену столярных заполнений оконных и дверных проемов. Также была проведена реставрация отмостки и цоколя, белокаменных полов, воссоздание водосточных труб на основном объеме и переходе, воссоздание крылец из белого камня, известняка, на северном и южном фасадах.
