Идея о строительстве собора появилась ещё в 1830-х, но воплощаться в жизнь начала только 70 лет спустя. Одним из главных идеологов и первых жертвователей на строительство храма был Иоанн Кронштадтский. Он упрекал правительство в том, что деньги выделяются на строительство кораблей, но не храма в главном морском городе империи. «Мы строим многомиллионные военные суда, казна отпустила 25 миллионов на укрепление Кронштадта, а морской храм, который должен бы быть славою флота и России и свидетельством веры и благочестия русских победоносных воинов, видом своим похож на самую убогую сельскую церковь», — писал протоиерей правительству. Речь шла, разумеется о деревянном предшественнике собора.
Высочайшее разрешение начать сбор пожертвований на строительство появилось в 1897 году. Деньги на богоугодное дело отдавали все: от членов императорской семьи до простых моряков. Большую часть суммы собрали именно они. Ведь в течение 15 лет они направляли на строительство часть своего жалования. Тем не менее, денег всё равно не хватило, и необходимую сумму добавил Государственный совет.
Часто морские православные соборы освящают Никольскими в честь святого Николая Чудотворца, покровителя путешественников. Однако в случае с кронштадтским храмом возникла путаница, его нередко называют Николаевским. По одной из версий, это связано с тем, что во время строительства народ оценил внимание, которое последний российский император Николай II уделял строительству. Интересно ещё и то, что освящение собора в 1913 году приурочили к 300-летию дома Романовых и 200-летию российского флота.
Создатели ориентировались на собор святой Софии в Константинополе. Соборы очень похожи по планировке, хотя Николаевский и миниатюрнее. С византийским памятником собор роднит и роскошная отделка, обилие позолоты, мозаик и скульптуры. Как и у древней святыни, первое, что бросается в глаза — массивный главный купол. Он изначально задумывался как ориентир для моряков. Возвышающийся более чем на 70 метров главный купол храма виден со всех точек Невского фарватера.
В объединении религии и моря Никольский собор преуспел. В нём есть даже два гигантских окна-иллюминатора, украшенных витражами с изображением голубя и агнца. Вообще, всего витражей в соборе пять. На момент освящения храма два из них были самыми самыми большими в дореволюционной России. Кроме того, мозаичные изображения святых соседствуют с кораблями, рыбами и даже морскими звёздами. Более того Царские врата храма украшает Андреевский флаг.
В пышном и красочном интерьере собора выделяются черные и белые мраморные плиты. Храм задумывался как памятник погибшим российским морякам. Поэтому в нём и появились мемориальные доски: на 130 чёрных указаны имена офицеров морского ведомства, а на 20 белых —священнослужителей, погибших при исполнении долга. Интересно, что белые плиты, находились в алтарной части. Мемориальные доски, как и многое другое, пришлось восстанавливать по фотографиям. В советские годы оригиналы были демонтированы и превратились в ступени, надгробия и прочее.
Собор оборудовали по последнему слову техники. Для уборки здания в подвале установили специальную пылесосную систему. Трубопроводы, краны и резиновые шланги-рукава позволяли быстро убрать огромный собор. В подвале также размещались системы отопления и вентиляции, электрооборудование и кладовые. Но прихожан больше впечатляла не чистота, а невероятный свет. Вместо свечей в люстрах горели 5000 электрических лампочек яркостью по 5-10 свечей каждая.
Службы в храме шли только 16 лет, до 1929 года. К началу 30-х с него сбили кресты и сбросили колокола. С 1932 года храм переоборудовали под кинотеатр, который сначала назывался «Нью-Стар». Позже его стали называть «Максимкой» в честь Максима Горького. Его портрет установили над входом вместо образа Спасителя. Потом здесь и открывали военно-морской и Матросский клубы, а также концертный зал. Последний закрылся только в 1974 году.
Рассказывают, что необычное имя собора однажды помогло женщине восстановить украденные документы. Её обокрали на одном из крымских вокзалов. Чтобы проверить, действительно ли она родом из Кронштадта, милиционер, попросил сказать, как называется самое высокое здание города. Та, не задумываясь, ответила и получила временные бумаги.
В годы Великой Отечественной войны самое высокое здание Кронштадта стало глазами Ленинградского фронта. В соборе оборудовали наблюдательный и корректировочный пост корабельной и береговой артиллерии острова. В каком-то смысле храм не только следил за врагом, но и охранял от него одно из сокровищ Петербурга. Сразу после начала блокады сюда из Пулковской обсерватории доставили точнейшие звёздные часы, которые были необходимы для лётчиков, экипажей подлодок и военных кораблей. После окончания войны, невредимые часы вернули учёным.
Такая заметная мишень не смогла пережить войну без ран от снарядов. Три с юго-восточной стороны пробили купол и разорвались внутри здания, один — с северной — ударил в восьмигранник основания купола. След от его попадания при последней реставрации решили сохранить как память о войне.
В 2013 году храм вновь освятили во имя святителя Николая Чудотворца. Символично, что дар собору патриарх Кирилл передал икону Воскрешения Лазаря и мастерок, который держал в руках святой праведный Иоанн Кронштадтский, когда совершал закладку Морского Кронштадтского собора. Теперь собор снова стал главной морской святыней России и подчиняется напрямую Патриарху.