A primeira pedra desta igreja foi lançada a 6 de Dezembro de 1671, tendo as obras terminado cinco anos mais tarde.
É no entanto de referir que esta igreja surge dois séculos após do local se ter tornado freguesia, em conjunto com a da Sé, a Vitória e S. João Baptista de Belmonte que mais tarde veio a ser desmembrado ficando dividido pela Vitória e por S. Nicolau.
Isto porque o Porto tinha apenas uma só freguesia - a da Santa Maria da Sé.
Ficando a nova freguesia de S. Nicolau a realizar serviços religiosos numa pequena ermida dedicada a S. Nicolau, local que veio a ter a designação de igreja paroquial.
Assim a igreja foi benzida a 6 de Setembro do ano em que terminou a construção.
Mas, anos mais tarde foi seriamente danificada por um incêndio que a destruiu severamente, perdendo todos os benefícios sumptuários como as talhas, imagens...
E foi o Frei António de Sousa quem a reergueu, completando a fachada, refazendo a capela-mor e acrescentando o óculo que ainda hoje ostenta. Foram também trazidas de Lisboa quatro imagens novas: a de Santo António, Santo Agostinho, Santo Hilário e do padroeiro S. Nicolau.
Após algumas obras de arranjos e melhoramentos a cidade entrou na era em que as ordens religiosas foram extintas e esta igreja chegou a ficar devoluta, de tal modo que aquando da abertura da Rua de Ferreira Borges pensaram em demoli-la para que a dita rua chegasse ao rio.
Na sua estrutura inicial a igreja conserva quase todos os traços desde 1783, ostentando sobre o portal as armas do bispo que a reergueu. O portal desta igreja é formado por colunas e pilastras correntias assentes em pedestais que sustentam o entablamento e respectivo frontão partido que exibe as armas episcopais.
Por cima do portal, um janelão ladeia e emoldura o nicho da imagem do padroeiro.
A frontaria foi revestida a azulejo em 1861. a igreja é composta por uma só nave coberta por uma abobada de tijolo. Os retábulos dos altares laterais, em estilo neoclássico, são de 1816, os mais antigos são de talha rococó, artisticamente lavrados.
O arco triunfal pousa em pilastras dóricas e termina num frontão partido.
De um lado e de outro figuram, entre colunas salomónicas, as imagens de Santo Hilário e de S. Nicolau.
Do espólio artístico e mobiliário desta igreja salientam-se alguns móveis da sacristia, varias peças de prata dourada, entre elas um cálice do século XVI, um valioso missal de 1736, no entanto e com especial menção referimos a existência de dois baldaquinos portáteis que serão muito provavelmente os únicos do género existentes em Portugal.
