Первое упоминание о церкви на этом месте датируется 1533 годом. Изначально это был деревянный храм, впоследствии замененный каменным сооружением. В 1778 году началось строительство новой каменной трехпрестольной церкви, завершившееся спустя 16 лет. Главный престол был освящен в честь иконы Пресвятой Богородицы «Знамение», а приделы — в честь Усекновения главы Иоанна Предтечи и святителя Николая Чудотворца. Несмотря на новое посвящение, храм продолжал именоваться Никольским.
Впоследствии к храму были пристроены дополнительные приделы: в честь Рождества Христова и Благовещения Пресвятой Богородицы, а также во имя святого апостола и евангелиста Иоанна Богослова, преподобных Онуфрия Великого и Петра Афонского, преподобномученицы Евдокии. Последний придел, возведенный в 1881 году, был посвящен памяти убиенного императора Александра II. Таким образом, храм стал уникальным по числу приделов.
В 1931 году, в период антирелигиозной политики советской власти, храм был закрыт, колокола сняты, здание частично разрушено и переоборудовано под хлебозавод. После возвращения храма Нижегородской епархии начались восстановительные работы. К 2007 году здание было очищено изнутри, снесены заводские пристройки, с прилегающей территории вывезен строительный мусор. В 2011 году для восстанавливаемого храма были изготовлены 5 колоколов весом от шести килограммов до пяти тонн. К этому времени велись работы по внешней отделке здания, готовились барабаны под установку куполов, велась кладка колокольни.
13 июля 2013 года митрополит Нижегородский и Арзамасский Георгий совершил чин Великого освящения храма. В 2014—2015 годах на втором этаже восстанавливаемого храма был размещен музей преподобного Сергия Радонежского. 31 июля 2015 года храм посетил Святейший Патриарх Московский и всея Руси Кирилл и передал в дар икону Воскресения Христова.
В настоящее время храм святителя Николая Чудотворца в городе Бор является действующим. Богослужения проводятся регулярно, храм открыт для прихожан и паломников. Восстановительные работы продолжаются, направленные на сохранение и поддержание исторического облика здания.
