Николаевский кафедральный собор, располагавшийся в центре города на Соборной площади (ныне пл. Свободы). Собственно говоря, он и дал площади это название в ХIX в. после того, как стал православным. До этого здание принадлежало иезуитам. А если заглянуть вглубь веков, то стоит вспомнить, что первоначально в этом районе находилась православная церковь великомученицы Параскевы Пятницы. Она была построена во второй половине XII века и просуществовала до конца XVI столетия. К 1649 году иезуиты построили на ее месте деревянный костел. Когда Витебск заняли русские войска (1654–1667), постройки иезуитов были переданы в православный Свято-Алексеевский монастырь.
Деревянный храм изображен на «Чертежах града Витебска 1664 года» в виде продолговатого высокого здания с двумя сокрестиями. В 1716 году началось возведение каменного здания костела и иезуитского коллегиума, завершившееся в 1731 году. После присоединения униатов к Православию костел перестроен и переименован в Свято-Николаевский собор. 17 октября 1843 года храм освящен Высокопреосвященнейшим Василием, архиепископом Полоцким и Витебским. С 26 октября 1844 года он получил статус кафедрального. В 1869 году состоялся капитальный ремонт храма. Был изменён наружный вид собора – сооружен купол над средней частью храма. Две фасадные башни получили другой вид – в них поместили колокола.
В архиерейском доме, входящем в комплекс зданий Свято-Николаевского собора, располагалось Витебское церковное древлехранилище. Его частное открытие состоялось в сентябре 1893 года в присутствии Преосвященного Антонина. Это был первый церковно-археологический музей в Беларуси. Инициаторами создания и учредителями древлехранилища стали этнограф Евдоким Романович Романов и известный историк Алексей Парфенович Сапунов.
Со второй половины 1930-х годов началось разрушение церковных зданий, большинство из которых являлись памятниками истории и архитектуры. В 1936 году в Витебске были взорваны Воскресенская церковь и Успенский собор, а Николаевский пережил их более чем на два десятилетия. Великая Отечественная война нанесла определенный урон храму, но не разрушила основательно. Он по-прежнему возвышался над берегом Витьбы, около входа в парк Фрунзе. После войны в нем даже находился склад отдела социального обеспечения. Тем не менее, в список памятников архитектуры 1949 года Николаевский собор, как и другие оставшиеся церкви, не вошел. В 1957 году он был взорван.
В сентябре 2008 года остатки фундамента Свято-Николаевского собора были включены в Государственный список историко-культурного наследия Беларуси. 18 июня 2009 года зарегистрирован приход Свято-Николаевского собора в Витебске.
