Церковь Николая Чудотворца была построена в период между 1712 и 1720 годами и в отличии от множества других храмов Воронежа, практически все время использовалась по своему прямому назначению. История Никольского храма восходит к началу XVII века, когда здесь, в Напрасной слободе, была поставлена деревянная церковь в честь св. Димитрия Углицкого. В Писцовой книге 1615 года она значилась так: Да за острогом же в Напрасной слободе церковь поставлена нова во имя царевича Дмитрия Углетцкого, а другой престол преподобного отца Михаила Малеина, древяна клецки, а строенье та церковь попа Матвея Афанасьева, а строил государевым деньгам, под ту церковь по государево грамоте церковные земли во все стороны по 50 сажень; а на той земле во дворе поп Матвей Афанасьев, дьячок Савка Филипов, пономарь Петрушка Кондратьев; да на той же земле дворишки бобыльские. В Димитриевской церкви находился почитаемый чудотворный образ Николая Чудотворца. Написан он был не позднее середины XVII века; о нем сообщалось в надписи на древнем напрестольном кресте: Лета 7160 (1652) построен сей крест на Воронеже городе к церкви Благоверного Царевича Димитрия, что стоит образ чудотворца Николы. Эти реликвии стали единственными из сохранившихся после пожара в 1703 году, были перенесены в современную Никольскую церковь и сохранялись там еще в начале XX века. В 1712 году на пожертвования горожан церковь была отстроена в камне и в 1720 году освящена в честь Святителя Николая. По своей композиции она чрезвычайно близка к построенной в те же годы церкви Иоанна Воина в Москве. Пожар 1748 года вновь повредил Никольскую церковь: сгорела кровля купола и трапезной, в интерьере огонь истребил иконы, ризницу и святые престолы. Прихожане сразу же взялись за восстановление храма, и уже в сентябре 1749 года епископ Феофилакт (Губанов) освятил придельный алтарь во имя великомученика Димитрия Солунского в трапезной. В 1768 году вокруг церкви была устроена каменная ограда. В 1788 году в главной церкви был обновлен иконостас и расписаны стены, в 1816-1819 годах подобные работы были проведены в Димитриевском приделе. В XVII и XVIII веках церковь была одной из самых богатых в городе. В 1830 году купец Алексей Самуилович Мещеряков устроил в церкви придел в честь своего митрополита Алексия, освященный 27 сентября 1831 года. В 1831 году, во время эпидемии холеры, прославилась особо чтимая Толгской иконы Божией Матери, икону носили по улицам и домам горожан для богослужения, и многие верующие получили исцеление. В 1836 году на деньги купцов Лялиных в церкви, в честь этой иконы был сооружен правый придел. Придел разместили на месте Димитриевского, который был отнесен влево, для чего пробили капитальную стену. В 1839 году те же купцы Ляпины пожертвовали средства на очередное обновление главного иконостаса; в 1864 году была переписана настенная живопись. Последний перед революцией ремонт был проведен в 1900 году: обрели новый вид иконостасы и фрески, во всем храме появилось паровое отопление. В 1920-х годах Никольская церковь становится оплотом обновленцев, или «живоцерковников», находившихся под влиянием чекистов и ставивших целью разрушение основ прежней Православной Церкви. В 1930-х годах ряд священников храма не избежали участи репрессированных. В 1940 году храм был закрыт. Во время Великой Отечественной войны были разрушены два яруса колокольни, сгорела кровля трапезной и покрытие купола. Война заставила власти пересмотреть свое отношение к Русской Православной Церкви. 5 февраля 1942 года церковь вернули прихожанам. В 1943-1949 годах Свято-Никольская церковь - единственная действующая в городе, становится кафедральным собором. В период оккупации правого берега Воронежа, с июля 1942 по январь 1943 года, церковь не действовала. Первый послевоенный архиепископ Воронежский и Острогожский Иона (1866-1945) покоится сейчас за алтарем церкви. К концу 1940-х годов в Воронеже открылись Казанская и Покровская церкви, к последней перешел статус собора. В 1988 году, в год тысячелетия Крещения Руси, храм был заново расписан внутри, но сохранились и иконы XIX века. В 1996 году художником К.Д. Ясиновским была исполнена мозаичная надвратная икона, а в 2005 году на колокольне появилась мозаичная икона св. Николая Воронежского художника Чурюмова. В июне 2001 года, по благословению Мефодия, митрополита Воронежского и Липецкого, храм был освящен в честь Толгской иконы Божией Матери и состоялось первое богослужение. В Свято-Никольском храме находятся следующие святыни: храмовая икона с частицей мощей св. Николая Угодника; икона с частицей св.мощей прп. Евфросинии Суздальской; икона с частицей мощей св. Феофана Затворника; икона Божией Матери "Скоропослушница" писанная на святой горе Афон; икона св.мучениц Веры Надежды Любови и матери их Софии (чтимая); ковчег со св. мощами угодников Божиих.