Старинные писцовые книги свидетельствуют нам о том, что первоначально Никольская церковь была на о. Мариам. В Писцовой книге Андрея Плещеева и Семена Козьмина 1582/83гг. пишется: «…место церковное на острову, что была церковь теплая, пожгли немецкие люди в 7087г. (1578/79)г., в Писцовой книге 1628-1631 гг. Никиты Панина и Семена Копылова о Никольской церкви сказано: «…древяна, верх шатром, ставят вновь…» Новое место было уже не на острове, а напротив него, на южном берегу р. Олонки, рядом с церковью Рождества Богородицы. На плане города Олонца XVII века она изображена с трапезной и высоким крыльцом, «верх шатром», со «странным поясом» у основания.
Исследователи М.И. Мильчик и Ю.С. Ушаков так писали о церкви: «Перед нами, без сомнения, еще один тип храма, некогда распространенный в Обонежье. Из тех, что сохранились, к нему близок только недавно реставрированный памятник – Никольская церковь 1696 г. , стоящая совсем недалеко от Олонца – в Согинском погосте. У нее на основном восьмериковом срубе стоит второй, меньший восьмерик, а переход от одного к другому выделен фронтонным (конструктивным) поясом. В отличие от этого, в Олонецком и Тихвинском храмах, по-видимому, было не два, а три соответственно уменьшавшихся восьмерика». Но это не дает основания говорить о главном срубе церкви, как восьмериковым. Это явный четверик, что подтверждается документами, и следовательно, для выявления облика церкви надо искать другие аналоги – близкие по времени сооружения. Скорее всего, Никольская церковь относится к широко распространенному типу шатровых церквей, у которых храмовая часть построена как «восьмерик на четверике». Известно, что этот тип сформировался в XVII веке.
План древней Никольской церкви в Олонце нам представляется в виде трех прямоугольных клетей – алтаря, собственно церкви, и трапезной. К трапезной к западу примыкало крыльцо. Квадратная в плане клеть собственно церкви поднималась над трапезной и алтарем. В таком виде церковь существовала до 1795 года, когда появляется «Дело по прошению Олонецкого Николаевского собора протопопа Л. Андреева «О дозволении им Соборную Николая Чудотворца перекрыть и поправить». В прошении написано: «Наместная сего собора во имя святителя Николая Чудотворца, стоящая на грунте деревянная шатровая церковь, поелику она построена в 1630 году, по давности своей под шатром близь середины с вонной стороны от полудня подгнила и покривилась, от которого подгнития, как оная в фасаде своем есть весьма высокая, угрожает скорым падением, но падением таковым, которое близлежащим к той церкви домам может учинить раздавление, а жителям оных опасное приключение. В рассуждение сего обстоятельства мы, нижеподписавшиеся, положили намерение разобрать тот шатер или колпак до подгнившего места, оную унизить и те же самые нижние стены, которые в существе своем еще весьма тверды, покрыть пятиглавым верхом и тесом обшить».
Консисторией решение этого вопроса было отдано на усмотрение Олонецкого городничего, и перестройка церкви состоялась (1831–1839 - освящена). Об этом свидетельствует старинная фотография, на которой четверик уже венчался пятиглавьем. Кроме того, на ней видно, что ранее с западной стороны от церкви построена колокольня, имеющая купол с главой и шпилем.
Из архивных дел известно, что в 1856 году усердием Олонецкого купца Кузнецова церковь была «возобновлена и окрашена приличною краскою». Именно такой увидел ее К. Случевский, посетивший Олонец в 80-х гг. XIX века: «Древнее других, видевший с 1630 года не одно столетие, храм Николая Угодника на Мегреге с его пятью куполами и отдельно стоящею, снабженной галереею колокольней, с очень длинным центральным нефом и алтарем в кубической пристройке. Это, несомненно одна из типичнейших церквей».
В 1891 году храм Николая Угодника был полностью перестроен по утвержденному проекту, о чем свидетельствует переписка между Олонецкой духовной консисторией и Олонецким губернским правлением. Ведомости страховой оценки собора 1910 года («Ведомости страховой оценки церквей г. Олонца») дают важные сведения о его размерах и особенностях строения: «Деревянный на каменном фундаменте, снаружи и внутри обшит тесом и покрыт масляною краскою. Длина собора, считая и колокольню 19 сажень, ширина – 7 сажень, высота над передней частью храма – 3 сажени, а над средней частью – 5 сажень (1 сажень – 2 м 13 см). На храме 5 глав и на его алтаре одна глава, все они покрыты, все они покрыты железом. Иконостас в главном приделе длиною 8 аршин, высотою 9 аршин, 5 вершков (1 аршин – 5 м 68 см). В двух приделах длиною 5 аршин, 3 вершка, высотою 5 аршин, 10 вершков. Собор построен в 1891 году, строение сохранилось очень хорошо».
На старом снимке, на втором плане просматривается вновь построенный собор на месте древнего. Он получился широким собственно церковного помещения (около 15 м), и мелкие по рисунку главы его «разлетелись» по сторонам от центральной. Преобразилась и колокольня.
В начале 70-х годов XX века храм был разобран.
https://acp.karelia.ru/Kraevedenie/Olonec/