Собор переделан из древней турецкой мечети в 1794 году по ходатайству Очаковского крепостного гарнизона и поселившихся в г. Очакове православных граждан. В 1906-1907 годах собор снова переустроен и по виду своему стал вполне христианским храмом. Вмещает молящихся до 300 человек. Престол во имя Св. Николая Чудотворца. Колокольня совместно с церковью.
К достопримечательностям собора относятся:
— крест и Евангелие, устроенные тщанием нижних чинов, одержавших под начальством славного полководца графа и князя А.В. Суворова решительную и совершенную победу при взятии Кинбурга 1-го октября 1787 года;
— золотой крест, установленный в память штурма и взятия Очакова 6 декабря 1788 года Светлейшим князем Потемкиным-Таврическим. Крест этот, как образец, хранился 100 лет в Главном Штабе, а затем Государь Император Александр III, при праздновании столетия взятия Очакова, повелеть соизволил передать крест для хранения в Очаковский крепостной собор;
— большая запрестольная икона Спасителя, пробитая 4-го октября 1855 года, без повреждения изображения, осколком неприятельской бомбы, на месте пробоины вставлено деревянное изображение воспламенившейся бомбы;
— два оловянных потира и звездица, принадлежавшие бывшей Очаковской греческой церкви.
Со времени освящения собора и до 1826 года собор был в ведении Епархиального начальства, затем до 1864 г. в ведении Обер-Священника Армии и Флота, потом вновь был передан в Епархиальное ведомство и состоял в этом ведомстве до 1890 года, когда по прежнему был передан в заведывание Протопресвитера военного и морского духовенства. Подле собора — памятник А.В. Суворову, открытый в 1907 году, недалеко братская могила героев, павших при взятии крепости Очакова. По штату при соборе положены: священник и псаломщик.
На оборотных сторонах креста и Евангелия сделаны следующие надписи: «1787 года, октября 1 на 2 число под Кинбургом при весьма кровопролитном сражении скверными варварами помощью Божией одержана российскими победительными войсками полная и совершенная победа в прославлении имени Божия и в знак защитительного в сей 1 день октября Покрова Пресвятой Богоматери милосердия в честь и славу этой победы, из христианского усердного желания от трудов солдат служащих в нижесказанных полках положено на сей крест денег двести пятьдесят рублей от пехотных Муромского, Козловского, Орловского и Шлиссельбургского легкоконных, Мариупольского и Павлоградского и С.-Петербургского драгунского, от Донских: полковника Орлова, подполковника Исаева и премьер-майора Сычова».
Крест и Евангелие были первоначально в Кинбургской Покровской церкви, в которой Суворов молился пред Кинбургской битвой; затем святыми эти вместе с другими ценными предметами при занятии Кинбурга 4-го октября 1855 года англо- французами и их соперниками были похищены и увезены в Константинополь. По заключении мира возвращены в Одесский кафедральный собор, так как Книбургской церкви уже не существовало. В 1863 году, по ходатайству Главного Священника Армии и Флота, Св. Синод этот крест и Евангелие предписал передать в Очаковский крепостной собор.
Настоятель Очаковского крепостного собора протоиерей О. Гавриил Судковский при обороне 22 сентября 1854 года Очаковской приморской батареи проявил высокий подвиг, состоявший в том, что прибыл на батарею со Св. Крестом в руках и под страшным огнем неприятеля неустрашимо воодушевлял артиллеристов и даже помогал солдатам заряжать орудия. За эти похвальные действия Государь Император пожаловал о. Гавриилу золотой крест на Георгиевской ленте 24 ноября 1854 года.
