Церква знаходиться в самому центрі Погорілівки. Її спорудили в 1881 році на тому місці, де раніше був дерев’яний храм. Для побудови використовували камінну кладку та хрестову конструкцію. У 1960 році греко-католицьку каплицю церкви зруйнувала радянська влада. Святиню реконструювали і повністю відбудували лише 2000 року. Також є свідчення про те, що деякий час в храмі перебували мощі цілителя Пантелеймона. На сьогодні Миколаївська церква в доброму стані. Вона діє і належить до Української Православної Церкви Київського патріархату.