Собор святителя Николая Чудотворца в городе Волжске был построен в 1991-1994 годах на месте деревянного молитвенного дома, действовавшего с 1946 года. Решение о строительстве принято в конце 1980-х годов при участии местных предприятий и частных лиц. Закладка храма освящена 8 мая 1991 года епископом Казанским и Марийским Анастасием.
Архитектурный проект разработан А.А. Веюковым в традициях церковного зодчества XVIII века. Композиция включает двухэтажное кирпичное здание с четвериком, трапезной и четырехъярусной колокольней. Декоративное решение фасадов сочетает кладку из красного и белого кирпича. В цокольном этаже расположен придел преподобного Серафима Саровского.
Строительство получило международную поддержку: итальянские партнеры местного предприятия, почитающие святителя Николая, пожертвовали 10 000 долларов. Из города Бари была привезена святыня - миро от мощей святителя Николая, доступная для поклонения в соборе.
24 апреля 1994 года храм освящен епископом Йошкар-Олинским и Марийским Иоанном. Решением Священного Синода от 6 октября 2017 года собор получил статус кафедрального в новообразованной Волжской епархии Марийской митрополии.
Храмовый комплекс включает трапезную, воскресную школу для детей и взрослых, а также водосвятную часовню. При соборе действует Православный центр для катехизации и подготовки педагогов по основам православной культуры.
