Первое упоминание о деревянной церкви во имя святителя Николая Чудотворца в селе Кудымкор относится к 1623-1624 годам. Приход сформировался во второй половине XVII века, о чем свидетельствуют переписные книги князя Гагарина, где указано наличие духовенства: священника, дьячка, пономаря и просвирни. Церковь владела значительными земельными угодьями и церковной утварью, включая иконы в серебряных окладах и колокола.
В 1795 году по храмозданной грамоте епископа Вятского и Великопермского Лаврентия началось строительство каменного храма взамен обветшавшего деревянного. Работы велись по приказу владельца Иньвенских волостей графа Александра Сергеевича Строганова. Наружная кладка была завершена в 1795 году, а внутренние работы продолжались до 1800 года. Деревянная церковь была разобрана в 1805 году, часть материалов использована для ограды нового храма.
Первоначально храм был двухпрестольным: главный престол освящен 26 февраля 1804 года во имя святителя Николая Мирликийского, второй - 24 февраля 1804 года во имя святой великомученицы Параскевы. В 1812 году устроен третий придел во имя сорока мучеников Севастийских, освященный 11 августа 1819 года. Архитектурный стиль здания относится к классицизму с элементами барокко в оформлении куполов.
В 1930 году храм был закрыт. Здание использовалось как клуб, а с 1943 года в нем размещался Коми-Пермяцкий краеведческий музей. В 1990 году культовая часть здания возвращена церковной общине. В 2014 году, после образования Кудымкарской епархии, храм получил статус кафедрального собора. В храме сохранились исторические артефакты: икона святителя Николая старинного письма из прежнего деревянного храма и колокол с латинской надписью «Gloria Soli Deo» датированный 1647 годом.
