Кам’яний храм у псевдовізантійському стилі був побудований як міська культова й одночасно фортифікаційна споруда родиною католика Стефана Потоцького та його дружини Марії Амалії Могилянки, яка сповідувала православ’я. Собор прикрашений родовим родинним гербом. У періоди, коли жителям Бучача доводилося оборонятися від ворогів, вікна церкви перетворювалися в бійниці, а сам храм - на неприступну фортецю. Прагнення відбити загальний оборонний стиль усього комплексу знайшло своє відображення й у вибудуваній пізніше квадратній дзвіниці, яка завершила архітектурний ансамбль. Одночасно з дзвіницею перед центральним входом була споруджена дерев’яна прибудова перед молитовним залом, що з’єднала основну будівлю з оборонним муром. У 20-х роках минулого століття, коли Бучач належав польським землям, спеціально для Миколаївської дзвіниці були виготовлені нові дзвони. Цікаво, що навіть у радянський період церква продовжувала залишатися діючою.