Кафедральний собор в ім'я святителя Миколая Чудотворця в Новогрудку відкритий в 1846 році після закриття францисканського костелу, раніше знаходиться в будівлі храму.

Монахи францисканці були запрошені в Новогрудок великим князем Гедиміном у 1323 році. У 1780 році був зведений францисканський монастир, а разом з ним величний костел Святого Антонія, збудований на кошти, пожертвувані Оленою Радзивілл в стилі пізнього бароко у формі корабля.

У 1831 році «за височайшим повелінням» монастир, а з ним і костел було закрито і францисканці були змушені покинути територію Російської імперії.

У 1846 році порожній величний храм святого Антонія було переосвячено в православну церкву святителя Миколая Чудотворця. У 1852 році в Новогрудку трапилася велика пожежа, у якому сильно постраждав Свято-Нікольський храм. При відновлювальних роботах будівлю було суттєво перебудовано і набуло візантійські риси, властиві православним церквам. Фронтон на фасаді замінили дзвіницею. Православний іконостас був написаний в московської іконописної майстерні.

Храм має два престоли: святителя Миколая Чудотворця та святої великомучениці цариці Олександри.

В Новогрудському Нікольському соборі зберігаються православні святині: ікона святителя Миколая Чудотворця Мир Лікійських і частинки святих мощей
Ікона Святої Трійці; ікона Божої Матері «Всіх Скорботних Радість» (з грошиками). В крипті храму влаштована церква святих Кирила та Мифодия, вчителів Соловенских.

Після відродження православної святині в 1992 році, собору присвоєно статус кафедрального.