Первое упоминание о храме в селе Новоникольск относится к XVIII веку, когда помещик Пасмуров построил трехпрестольный храм в честь святителя Николая Чудотворца. Правый придел был освящен во имя святителя Иоанна Новгородского, левый — во имя преподобной мученицы Евдокии. В начале 1880-х годов храм был расписан силами прихожан. Приход образовался в 1830 году и включал крестьян из окрестных деревень: Софьино, Каська (Смысловка), Саткак, Кашира, Ивановка, Старая и Новая Михайловка. В 1882 году в Новой Михайловке открылся самостоятельный приход.
С 1880 по 1914 год службу в храме вел священник Григорий Павлович Унгвицкий, выпускник Уфимской духовной семинарии. Его преемником стал Александр Лавров, служивший до 1917 года. В 1939 году храм был закрыт решением местных властей, а в 1970-х годах полностью разрушен, несмотря на относительно хорошую сохранность здания.
В конце XX века, с ростом населения в Новоникольске и соседних селах, возникла необходимость восстановления православного храма. Прихожане обратились за помощью к нефтяной компании ОАО «Татнефть», которая выделила девять миллионов рублей на строительство. Новый храм был возведен на фундаменте колокольни прежнего собора Николая Чудотворца. Проект разработал архитектор Р. Ш. Халиуллин, взяв за основу храм-памятник Рождества Христова в Альметьевске.
Храм высотой 18,6 метра имеет трехчастную структуру: алтарь, молельный зал с пятиугольной апсидой и притвор. Второй и третий ярусы зала выполнены в форме восьмерика. Купол храма увенчан позолоченной маковкой с крестом, изготовленной в Волгодонске. Стены облицованы известняком Каркалинского карьера. Внутреннее убранство включает мраморные полы, позолоченное паникадило и иконостас, соответствующий православным канонам.
19 декабря 2009 года храм был освящен благочинным Альметьевского округа протоиереем Алексеем Державиным. 15 ноября 2015 года епископ Мефодий освятил новую звонницу на территории храма.