Свято-Миколаївський храм вперше згадується з-поміж інших дев’яти церков Умані, перелік яких наводить у своїх мемуарах родич Константинопольського патріарха Макарія Павло Алепський, що проїжджав через Умань у 1654 році.
Свято-Миколаївська церква була побудована впродовж 1809-1812 рр. архітектором Томашем Етлінгером на місці, де колись стояв католицький костьол. Ініціаторами будівництва виступили жителі міста. Парафіяльною церква лишалась до 1843 р., коли набула статусу собору, і з цього часу перетворюється на головний православний храм Уманського повіту. В кінці 1846 року (6-18 грудня) Миколаївський собор було освячено протоієреєм А. Стаховським. У 1861 році в соборі було відкрито недільну школу. У 1895 році він отримав назву Успенського, а у 1911 році внутрішню частину собору було переобладнано і прикрашено орнаментами та іконами на зразок Київського Володимирського собору (худ. Д. Верещака).
На початку 30-х років Успенський собор був зачинений на тривалий період. На короткий час храм відновив роботу лише у 1944 році для відправлення богослужінь старослов’янською та українською мовами. У 60-і рр. ХХ ст. було зроблено капремонт крилоса та хорів, поновлено старий настінний іконопис. 30 липня 1963 року будівлю собору передано у відання заводу «Мегомметр», її планували переробити під клуб. Проте аж до 1977 року ніяких робіт тут не проводилось. З 1977 року розпочались роботи щодо перетворення собору в музей атеїзму. Він знаходився на балансі Краєзнавчого музею. В процесі відновлювальних робіт було відбудовано покрівлю, але настінні розписи, на жаль, загинули.
19 грудня 1989 року в храмі знову запалала богослужбова лампада. Велись реставраційні роботи, зводився іконостас. 1990 року храм перейменовано на собор Святителя Миколая. У 1998 році почалось зведення дзвіниці на притворі собору, а у 1999 році – встановлено купол з хрестом на вершині.
