Руководство постройкой осуществил В. Городецкий, а декор — скульптор Э. Сала. Костел, построенный в стилизованных готических формах с высокими стрельчатыми башнями и шпилями, отличается стройными пропорциями, легкостью, ясностью композиционной структуры.
Богослужения в соборе велись до 1936 г., а через два года его закрыли. В 1943 г. во время войны храм сильно пострадал от артиллерийского обстрела, горел. В 1979—81 гг. храм реставрировали, установили орган и Николаевский костел стал функционировать как Дом органной и камерной музыки. С 1992 года в храме начали регулярно проводиться богослужения, чередующиеся с концертной деятельностью Дома музыки. 25 июня 2001 г. костел посетил Папа Римский Иоанн Павел II.
