На протяжении всего своего существования церковь ни разу не закрывалась. В 2012 году был произведен ремонт купола, который покрыли сусальным золотом. В 1885 году инициатива построить и открыть храм пришла одному из местных жителей Житомира – Семену Матлахову. Он хотел построить церковь на могиле своей покойной жены, но разрешение на строительство получил только в 1889 году. Тогда же начали закладывать фундамент, но работа дальше не продолжилась. Строительство отложилось еще на семь лет. Затем храм все же достроили на средства, пожертвованные населением. Г. Гроза отдал на строительство церкви существенную сумму. Похоронили его в церкви, за алтарем. В 1922 году все предметы, представляющие какую-либо ценность, которые имела церковь, были конфискованы. В 1927 году церковь пострадала от огня, практически полностью сгорев, но ее вскоре отстроили. Церковь существовала скрыто в период 30-х годов, а в период репрессий против священнослужителей она временно не проводила богослужения. Однако во время войны храм функционировал и его посещали люди. Периодически Николаевскую церковь реставрируют.