Основные объемы храма располагались по распространенной схеме: храм с апсидой - трапезная с двумя приделами по бокам - притвор с колокольней - паперть.
В конце XIX века на средства купца Евграфа Ивановича Королёва вместо старой Христорождественской церкви (одной из первых каменных в Томске) было возведено новое здание храма. Новый храм был заложен 25 июня 1894 года. Купцы Евграф и Всеволод Королевы пожертвовали на строительство 80 тысяч рублей. В период строительства прихожане пользовались временной деревянной Христорождественской церковью, освященной 9 апреля 1894 года.
Алтари во вновь возведенной церкви были освящены во имя небесных покровителей главных жертвователей на храм – Николая, Евграфа и Анны Королёвых, членов томской купеческой фамилии.
При храме осталась колокольня, пристроенная в 1856-1857 годах купцом Гавриилом Игнатьевичем Елисеевым для первой каменной Никольской (Христорождественской) церкви.
Никольская церковь в начале XX века оказалась одной из самых поместительных и красивых из приходских храмов Томска. Современники отмечали ее внутреннее убранство, которое составляло «самое приятное впечатление: роскошный золотой иконостас, прекрасная стенная живопись, масса света и воздуха».
Наиболее почитаемыми святынями храма являлись древние скульптурные образы святителя Николая и святой Параскевы Пятницы.
Никольский приход был известен в Томске своей активной благотворительной деятельностью.
В 1891 году при храме была в собственном здании открыта женская церковноприходская школа. Учащихся в школе 140 человек. В церковной библиотеке насчитывалось до 1194 томов книг.
В 1893 году, по инициативе и благословению архиепископа Макария (Невского), первым внесшим свои деньги, церковно-приходским попечительством на частные пожертвования рядом с храмом был открыт первый в городе Детский приют для дневного пребывания в нем детей (возрастом от одного месяца до шести лет), родители которых, уходя на работу, не имелбыла открыта и где оставить их. В 1903 году для заведывания и содержания приюта "Ясли" было учреждено особое общество.
С благословения архиепископа Макария (Невского) 30 декабря 1901 года церковноприходским попечительством Никольской церкви было открыто Общество трезвости, имевшее своим девизом: отрезвить, просветить, оздоровить и обогатить. Для достижения этой цели по воскресным дням в 6 часов вечера для 300-600 посетителей Общество проводило разъяснительные беседы и показ кинокартин, раздавало литературу против употребления спиртных напитков. Для тех же целей была организована своя Воскресная школа.
Церковно-приходское попечительство имело Дом убежища для бездомных лиц, подаренное купеческой вдовой Ф.С.Пастуховой. Дом убежища ставил целью доставить бедным Никольского прихода бесплатную квартиру с отоплением. В убежище принимались одинокие и семейные люди.
С благословения архиепископа Макария (Невского) 30 декабря 1901 года церковноприходским попечительством Никольской церкви было открыто Общество трезвости, имевшее своим девизом: отрезвить, просветить, оздоровить и обогатить. Для достижения этой цели по воскресным дням в 6 часов вечера для 300-600 посетителей Общество проводило разъяснительные беседы и показ кинокартин, раздавало литературу против употребления спиртных напитков. Для тех же целей была организована своя Воскресная школа.
Прихожан насчитывалось обоего пола 928 человек, сверх того раскольников 21 человек (данные 1911 года).
В 1920 году Никольская церковь была национализирована и по договору передана в пользование верующим.
В июне 1922 года в Никольской церкви состоялось общегородское собрание сторонников обновленческого движения. Обновленческая община занимала храм в течение восьми лет.
В 1925-1927 годах между обновленцами и верующими Патриаршей церкви (староцерковниками) происходили столкновения из-за Никольского храма, который обновленцы не хотели отдавать «тихоновцам», а также из-за Семилуженской чудотворной иконы. Обновленцы жаловались властям, что в прежние годы весной к празднику Святителя. Николая Чудотворца 22 мая икону всегда приносили в Никольскую церковь, а теперь «тихоновцы», в руках которых находилась икона,обновленцам ее не дают.
В 1930 году из-за неуплаты государственных налогов договор с обновленцами был расторгнут. С этого времени до длекабря 1932 года Никольская церковь находилась в ведении общины ориентации Митрополита Сергия Нижегородского (Московской Патриархии). Община выплатила долги обновленцев, получила храм в свое пользование и произвела его ремонт. Сюда из Воскресенской церкви (верхнего Успенского придела) перешла архиерейская кафедра Епископа Германа (Кокеля) . Позже по добровольному соглашению между общинами двух ориентаций Никольская община Московской Патриархии перешла в Знаменскую церковь, Знаменская община «григорианцев» перешла в Благовещенский собор,
В августе 1936 года Никольская церковь была закрыта.
В начале 1950-х годов остатки стен и фундамента Никольского храма послужили для постройки жилого («Лигачесвкого») дома.