История сооружения Николаевского собора состоит из двух периодов. Первый период относится к началу сооружения самого первого Свято-Троицкого собора в 1648 г. одновременно со строительством деревянной крепости, внутри которой он размещался. Собор был деревянный и просуществовал до 1694 г. В этом году в Симбирске был пожар, в результате которого сгорел бывший базарный ряд, размещавшийся около собора, и сам собор.
Второй период связан со строительством в 1702— 1712 гг. нового каменного Свято-Троицкого собора и последующим его существованием до 30-х годов XX века, когда он был разрушен.
До 1844 г. собор назывался Свято-Троицким, после строительства нового Троицкого собора (1827—1841 гг.) его переименовали в Николаевский.
Историко-мемориальное значение Николаевского собора, прежде всего, связано с основанием самого города, так как он построен на месте самого древнего Свято-Троицкого собора по принципу преемственности.
Этот собор содержал в себе церковь Иоанна Воина, основанную в память войны 1853—1856 гг., в которой, в свою очередь, хранились церковные реликвии симбирского ополчения Отечественной войны 1812 г.
Историко-мемориальное значение этого собора также связано с тем, что он являлся неотъемлемой частью застройки Соборной площади Симбирска.
Вплоть до 30-х годов XX века собор являлся памятником и состоял на охране государства.
Как старый деревянный, так и новый каменный Свято-Троицкий соборы были расположены в северо-западном секторе деревянной крепости, образованном пересечением двух взаимноперпендикулярных путевых направлений, идущих от средних ворот ромбовидной в плане крепости.
Такое размещение соборов определялось максимальным удалением от двух наиболее уязвимых для неприятеля сторон крепости — южной и восточной, где была наибольшая опасность поджога забрасываемыми через стену зажигательными средствами.
В высотном отношении собор был доминирующим сооружением как в крепости, так и вне ее пределов, и вместе с башнями кремля, среди которых, в основном одноярусных, выделялась стройная двухъярусная Спасская башня создавал архитектурный ансамбль центральной части города.
По мере возведения еще двух соборов и ряда церквей Николаевский собор включился в стройный силуэт города, формировавшийся в градостроительную систему в виде равностороннего композиционного треугольника, образованного многоярусными колокольнями.
По структуре архитектурной композиции большинство соборов и церквей Симбирска состояли из храмовой части, трапезной и колокольни, вытянутых с востока на запад. Такой прием застройки был характерен и для жилых построек старого Симбирска, состоящих из повалуш, обычно трехъярусных, сеней и горниц, как, например, известное строение 1666 г. симбирянина подьячего Микиты Есипова, включающего в «хоромы поземные» старые двойни с сенями и повалушей.
Описание Николаевского собора основано на выявленных чертежах его за 1854 и 1892 годы, а также текстовых материалах, содержащихся в архивных и литературных источниках.
В Российском государственном архиве древних актов в г. Москве содержится краткое описание этого собора за 1814 г. следующего содержания: «Троицкий собор каменного здания с приделами, первым во именование Знамения Божией Матери, другим святителя и чудотворца Николая в колокольне — построен в 1712 году...»
Полковник Генерального штаба Липинский писал в 1868г.
«... На одной линии с Троицким собором, находится зимний Николаевский собор, бывший прежде главным и носивший название Троицкого.
Николаевский собор теплый... устроен в 1712 г. на месте бывшего здесь деревянного собора, построение которого было современно основанию города Симбирска».
Более полное описание собора приводит А. Яхонтов: «В 1702-м году были заложены два придела во имя святителя Николая и в честь иконы Божией Матери Знамения Новгородская.
Главное отделение собора, посвященное Живоначальной Троице, было заложено 4-го июля 1704 г., а окончено в 1712 году... вместо Николаевского впоследствии была устроена церковь на колокольне в честь святого мученика Иоанна Воина».
Собор построен по византийским образцам, прямоугольным в плане с апсидой в виде трех полукружий с восточной стороны. Четырехъярусная колокольня пристроена в 1855—1857 гг. к западной стороне собора по проекту Морозова.
Храмовая часть представляла собой крестово-купольную систему с тремя продольными и поперечными пролетами. Храм четырехстолпный, на столпы опираются подпружные арки, несущие среднюю часть со световым барабаном и сводом, завершенным центральной главой. Четыре меньшие главки на глухих барабанах расположены по углам. В целом собор был пятиглавым с четырехскатной крышей. Стены храма разделялись лопатками, декорированными парными колонками по высоте и завершенными тремя архивольтами на каждой стороне. Верхние части стен храма прорезаны тремя оконными проемами.
В 1892г. гражданским инженером В.Л. Ивановским был разработан проект реконструкции одноэтажной пристройки с северной стороны, которая была осуществлена в последующие годы.
В 1894г. под алтарем собора устроена небольшая церковь.
В уровне верха нижних подпружных арок храма у его западной стороны были устроены хоры.
Пол в храме и притворе чугунный, в алтаре деревянный, под алтарем в церкви — асфальтовый.
Общая длина собора с запада на восток около 45 метров, наибольшая ширина 23 метра.
Все размеры собора легко устанавливаются по сохранившимся чертежам за 1854 и 1892 гг. Копии этих чертежей сохранились в архиве.
Подробное описание достопримечательностей, убранства и имущества собора приводится в уже упомянутой книге А. Яхонтова.
Николаевский собор своей историей связан с основанием Симбирска, долгое время служил его главным собором и в последующие годы развития города являлся важнейшим историко-мемориальным и архитектурно-художественным памятником, взятым на охрану государства в Советское время.
Утрата памятника связана с негативным отношением к историко-культурному наследию, которое в условиях Ульяновска особенно активно стало проявляться в 30-е годы XX века.
