Храм находится в историческом центре Прилук рядом со Спасо-Преображенским собором, к которому изначально относилась колокольня, а Николаевская церковь была при ней. Красивое сооружение в стиле барокко возведено в 1720 году на средства полковника Игната Галагана и его жены Елены. В 1817 году храм пострадал от пожара. Во время его восстановления над бывшим бабинцем была построена новая колокольня в стиле классицизма и добавились элементы ампира во внешнем облике. В советские годы Николаевская церковь была сильно повреждена, а полная ее реставрация проведена в 1986 году. Храм Святого Николая Чудотворца в Прилуках выполнен в форме католической часовни с одним нефом. В интерьере частично сохранилась масляная роспись.