Монументальный храм Николая Чудотворца был построен в 1669 году. Местность, где располагается храм, издревле была застроена дворами вологодских торговцев и ремесленников. До 1649 года Новая Владычная слобода находилась в вотчинном владении вологодских архиереев, а затем была приписана к городскому посаду. Слобода издавна была одной из самых богатых в городе. Прихожанами храма значились именитые вологодские купцы: Витушечниковы, Свешниковы, Рыбниковы, Масленниковы и другие. Их жертвованиями украшался и благоустраивался храм. Место священника в этом храме было одним из самых почетных в городе.

Церковь Николая Чудотворца была закрыта в 1930 году и переоборудована под фабрику валяной обуви.

С октября 1996 года в храме вновь стали проводиться молебны, а с июня 1997 года храм действует ежедневно. При храме открыты церковно-приходская школа и православный центр социально-медицинской помощи. Здесь хранятся мощи святителя Антония, архиепископа Вологодского и Пермского, перенесенные сюда из Софийского собора.