Попередня церква згоріла 1677 року; згодом коштом київського війта Ф. Ждана звели новий дерев’яний храм. 1772 року на протилежному боці вулиці архітектор І. Григорович-Барський почав будівництво цегляної церкви святого Миколи Мірлікійського. 1811 року церква постраждала від пожежі й була відновлена зі збереженням первісного вигляду.
Цегляна тинькована будівля має центричну композицію: високий центральний об’єм зі слабо виявленим хрещатим планом завершено восьмигранним підбанником з півсферичною банею. Особливість пам’ятки — підбанник з аркадою зі здвоєних колонок корінфського ордера. До західної конхи прилягав відкритий восьмигранний ґанок на восьми колонках, у другій половині XIX століття перероблений на закритий бабинець.
Первісний живопис кінця XVIII століття майже повністю знищила пожежа 1811 року; у 1990-х реставратори відкрили під пізнішими шарами фрагменти композиції «Страшний суд», близької до розписів Троїцької надбрамної церкви Лаври. Основні розписи виконано в 1830-х (група київських майстрів під керівництвом Синельника) і на початку 1850-х (О. Сенчило-Стефановський). Зберігся різьблений іконостас 1852 року. Найцінніша ікона — «Святий Микола Мірлікійський» першої половини XVII століття. 1993 року Київський фонд культури встановив біля церкви хрест з червоного граніту на пошану тих, хто поклав життя за Україну.