Вперше церква Св. Миколи в Асеновграде згадується в документах в 1720 році. Двічі, в 1793 і в 1810 році, місто піддається нападам. Загарбники обидва рази спалюють Асеновград майже дотла. В ході відновлювальних робіт у XIX столітті жителі міста приймають рішення звести нову церкву замість зруйнованої. Будівництво триває з 1816 по 1821 рр. Рік освячення церкви пов'язане з розміщенням в спеціальному іконостасі великий храмової ікони.

Колись тут розташовувалася стародавня цвинтарна каплиця XVII століття. Хто виступив в якості архітекторів і будівельників нового храму, достеменно невідомо. Оскільки його зведення припало на роки османського рабства, храм, як це було заведено, частково був укопаний у землю. Проте вже тоді церква все одно вражала своєю величчю. Будівля має вражаючими розмірами: довжина – 17 метрів, ширина – 12 метрів, висота стін – 5 метрів. Внутрішній простір розділений на три нефи двома рядами по п'ять колон. У просторій вівтарній частині храму знаходиться апсида, з обох сторін від неї симетрично розташовані шість ніш. У західній частині церкви можна побачити балкон, колись слугував приміщенням для жінок.

Починаючи з 1906 року в храмі неодноразово проводилися реставраційні роботи. В кінці XX століття був встановлений новий купол, зроблені мармурові підлоги та ін.

При відвідуванні церкви варто звернути увагу на різьблений іконостас роботи невідомого майстра. Різьбяр з витонченістю прикрасив свій твір природними мотивами – квітами, тваринами. Оригінально виконаний і єпископський престол із зображеннями двоголового дракона, лева, сонця і виноградної лози.

Храм Святого Миколая – це архітектурний ансамбль, в який, крім будівлі церкви, входить також розташована у дворі каплиця-склеп Святих Симеона Стовпника і Трифона Зарізана. Каплиця була збудована у 1862 році і являє собою однонавова споруда з апсидами та ганком, яке спирається на чотири колони. Склепіння храму вкриває двосхилий дах. Каплиця була розписана зовні і всередині майстром Д. Астериади, однак зараз збереглися тільки внутрішні фрески.