Инициатива строительства каменного храма в Зареченской слободе города Раненбурга (ныне Чаплыгин) принадлежала московскому купцу третьей гильдии Михаилу Ивановичу Букину. В 1846 году он подал прошение в Рязанскую духовную консисторию о разрешении на возведение церкви во имя святителя Николая Чудотворца, обязуясь пожертвовать на строительство 10 000 рублей ассигнациями. Жители слободы поддержали инициативу, предоставив участок земли под храм и кладбище, а также выделив 33 десятины пахотной земли для содержания причта.
Проект храма был разработан на основе образцового чертежа архитектора Константина Андреевича Тона, утверждённого в 1838 году. Строительство началось в 1848 году и завершилось в 1855 году. Церковь представляла собой одноэтажное каменное здание с одной главой, увенчанной деревянным крестом, обитым белой жестью. К западному фасаду примыкала трёхъярусная колокольня, также завершённая шпилем. Внутреннее пространство включало трапезную и алтарь с полуциркульной апсидой. Иконостас был выполнен из соснового дерева, окрашен голубой краской и украшен позолотой. Он состоял из двух ярусов с изображениями святых и библейских сцен. Церковь была освящена 6 декабря 1855 года.
В 1875–1880 годах храм был расширен за счёт пристройки двух приделов: южного — в честь Архистратига Михаила и северного — во имя Святой Троицы. Архитектурный облик церкви сочетал элементы русско-византийского стиля и эклектики, характерные для культовых сооружений того времени. Фасады были украшены перспективными порталами, оконные проёмы — фигурными наличниками с разорванными фронтонами. Световой барабан купола имел двойные узкие окна с полуциркульным завершением. Колокольня состояла из квадратного первого яруса и двух восьмигранных верхних ярусов с арочными проёмами для звона.
В 1930-х годах, в период антирелигиозной кампании, храм был закрыт. Здание подверглось разрушению, купол был утрачен, внутреннее убранство уничтожено. В 1991 году архитектором И. Романьковым была разработана проектно-сметная документация на ремонтно-восстановительные работы. С тех пор проводятся мероприятия по восстановлению архитектурного облика храма.
