Церковь в стиле ампир была построена на средства общины единоверцев в 1820—1826 годах по проекту архитектора Авраама Ивановича Мельникова (1784—1854). В храме хранилось много старинных образов и старопечатных книг. В 1919 церковь стала собором и кафедрой первого единоверческого епископа. После закрытия храма в 1931 году здание было реконструировано под музей Арктики, открывшийся здесь в 1937 году. Ныне это музей Арктики и Антарктики — единственный в России и крупнейший в мире музей, посвященный полярным зонам Земли.
Никольская единоверческая церковь была выстроена на угловом участке, купленном купцом К.З. Чурсиновым. Храм строился на средства общины единоверцев. Основные работы по возведению были выполнены в 1820—1826 годах, но полностью строительные работы были завершены только в 1838 году, в связи с недостатком средств.
В церкви хранилось много старинных образов и старопечатных книг (в том числе «Апостол» Ивана Федорова, 1574 года).
В 1868 году архитектором М.А. Щуруповым был пристроен притвор.
С 1908 года при храме действовало приходское братство, содержавшее богадельню, реальное училище цесаревича Алексея и женскую гимназию; издавался журнал «Голос церкви».
В 1919 церковь стала собором и кафедрой первого единоверческого епископа.
В мае 1931 года храм был закрыт. В 1934-1936 годах по проекту архитектора А.В. Сивкова здание было реконструировано под музей, что существенно исказило его первоначальный облик. В ходе работ были застеклены лоджии и переделаны интерьеры. 8 января 1937 года в здании открылся музей Арктики, переименованный в 1950-е годы в музей Арктики и Антарктики. Ныне это Российский государственный музей Арктики и Антарктики.
В 1992 году принято решение о передаче храма единоверческой общине, но в 1993 году была передана только часовня, где сейчас действует единоверческий храм.
Архитектура
Никольская единоверческая церковь является памятником архитектуры позднего (высокого) классицизма — ампира. Здание размещено на стилобате с широкой каменной лестницей. Расчленённый по высоте на три яруса, основной кубический объём храма соединялся с угловыми звонницами, которые были заделаны при реконструкции.
Фасады здания церкви оформлены шестиколонными портиками большого дорического ордера и дорическими колоннадами 2-го яруса между четырьмя башнями.
Завершает строение купол на 4-х гранном основании с большими полуциркульными проёмами в барабане, которые притерпели большие изменения в связи с приспособлением здания под музей.
Интерьер церкви оформлен коринфскими колоннами с золочеными капителями и выносным карнизом.
В ограде храма располагаются две часовни.