Согласно письму великого князя Гедимина к Папе римскому, в 1323 году на месте церкви Святого Николая Мирликийского Чудотворца уже существовал монастырь старейшего на территории Беларуси ордена францисканцев. В 1434 году строится деревянный храм этого ордена на пожертвования княгини Елены Радзивилл (урождённая Пшездецкая). Место было выбрано не случайно - именно тут издавна располагалась рыночная площадь, куда каждый день приходили горожане, часто бывали здесь купцы и другие важные особы. В 1780 году на месте ветхого деревянного храма строится каменный костёл св. Антония при том же монастыре францисканцев. Православным храм стал в 1846 году (монастырь не действовал уже с 1831 г.). Костёл закрыли в 1839 году, а потом, как и большинство католических храмов Беларуси, переоборудовали в православную церковь Святого Николая - покровителя российского императора Николая I. После пожара 1852 года храм переоборудовали, барочный фронтон был заменён на колокольню, куда ведут две винтовые лестницы. Кроме звонницы, изменения коснулись и треугольной формы щипцового аттика главного фасада, которая была заменена на трёхлопастную арочную форму. Над притвором, где находился вход на звонницу с тремя колоколами, были расположены хоры.
Благодаря благотворительному участию цесаревичей Николая и Александра, в церкви появилась икона Св. Николая и дарохранительница. Так, на образе Св. Николая Мирликийского в серебряной ризе была надпись: "В оную соборную церковь во имя Св. Николая Чудотворца Мирликийского, от Его Императорского высочества Цесаревича и Великого Князя Николая Александровича 6 дня декабря 1863 года". Тогда же на престоле была размещена суженная к верху серебряно-позолоченная дарохранительница с четырьмя гранями и четырьмя ярусами. На ней была надпись: "Вклад Благоверного Государя наследника Цесаревича Великого Князя Александра Александровича в соборный храм города Новогрудка на вечное поминовение за упокой души... 12 августа 1865 года". К соборному Никольскому храму в то время относились приписные новогрудские Борисоглебская и деревянная Воскресенская церкви. Принадлежали храму 78 десятин пахотной, сенокосной и выгонной земли. Прихожан в 1864 году насчитывалось 4050 человек: 2035 мужчин и 2015 женщин. В 1902 году в приходе числилось уже 5600 человек. После Октябрьской революции, гражданской войны и воссоединения в 1939 году Западной Белоруссии с БССР, Новогрудок вошёл в состав Пинско-Новогрудской епархии. После освобождения Белоруссии от немецко-фашистких захватчиков Новогрудская епархия вошла в состав Минской епархии. Новогрудская епархия была возрождена в 1992 году по благословению Святейшего Патриарха Московского и Всея Руси Алексия II. Кафедральным Никольский собор стал в том же году, когда была возрождена Новогрудская епархия.
В наши дни храм является двухпрестольным (главный престол во имя Святителя Николая Чудотворца и придельный во имя святой вмч. царицы Александры). В криптовой части храма находится церковь в честь святых равноапостольных Кирилла и Мефодия. Несколько слов стоит сказать и об архитектуре Никольского собора. Здание является памятником архитектуры позднего барокко, приобретшее после перестройки элементы русско-византийского стиля. Прямоугольный в плане собор состоит из базилики (без трансепта) и пятигранной алтарной апсиды. Алтарь был обращён на север. Главный фасад поделён на три яруса при помощи развитого антаблемента. Для выделения нижних ярусов использованы широкие профилированные карнизные пояски. Главный вход, расположенный в центре первого яруса, фланкирован спаренными пилястрами. По обе стороны от последних присутствуют неглубокие ниши. Для обрамления высокого полуциркульного окна, расположенного в центре второго яруса над главным входом, также использованы спаренные пилястры. Для расчленения стен центрального нефа также служат именно пилястры. Завершением невысокой башни-звонницы, представляющей собой третий ярус фасада, служит невысокий купол на восьмигранном барабане. Лучковые высокие оконные проёмы, прорезающие стены боковых фасадов, разместились в два ряда. Звонница имеет полуциркульные оконные проёмы и один арочный проём в центре.
Согласно данным 1870-х годов, храм был покрыт гонтом. Внутреннее пространство собора разделено на три нефа двумя рядами столбов (всего шесть). Перекрытием боковых служат крестовые своды, в то время как перекрытия центрального нефа - цилиндрические с распалубками. Внутренняя площадь храма составляет 288 кв. м. Установленные в ходе перестройки, а именно в 1852 году, трёхъярусный иконостас на 8 икон был окрашен белым цветом с золотыми карнизами, а резные царские врата вверху были закруглены. Второй половиной ХIХ века датируется современный деревянный двухъярусный в 13 образов иконостас, выполненный в московской художественной мастерской. Использование белого фона в иконостасе позволило выделить на нём позолоченные элементы деревянной резьбы (карнизы, рамы, орнамент и капители).
Из книги-путеводителя: серия "Жемчужины Беларуси" М. Толочко. Новогрудок и его окрестности. Издательство УП "Рифтур" - Минск, 2003
