Данный храм представляет собой деревянное сооружение, возведенное между 1887 и 1888 годами.
Архитектурный облик храма отражает стилистику эклектики, характерную для конца XIX века. Основной объем здания представлен бревенчатыми стенами на кирпичном основании, обшитыми горизонтальным тесом. Композиция храма включает основной четверик с большими фронтонами на боковых фасадах, равный по высоте обширной прямоугольной апсиде и трапезной. К трапезной примыкает более широкий нижний ярус колокольни с трапециевидным фронтоном. Перед входами устроены крыльца с лестницами, двумя четырехгранными столбами и двускатными кровлями по фронтонам. Углы объемов украшены каннелированными пилястрами с ромбами в капителях. Широкий фриз из пропильной резьбы, наложенной на стену, напоминает подзоры, а поле боковых фронтонов заполняют пропильные элементы в виде "елочек" и "солнц". Наличники больших прямоугольных окон усложнены ушами и треугольными фронтончиками.
Внутреннее пространство храма характеризуется плоскими перекрытиями, поддерживаемыми восемью колоннами, образующими подобие нефов. Иконостас и утварь относятся к началу XX века.
В советский период многие религиозные сооружения подверглись закрытию или перепрофилированию. Однако конкретные сведения о функционировании храма Николая Чудотворца в Новом Заселье в этот период отсутствуют.