Свято-Никольская (зимняя) церковь имеет общий вход со Свято-Успенским собором. Это каменная церковь с оригинальным мозаичным полом, что создает впечатление пещерного первохристианского храма. Церковь имеет характерную структуру трапезной, прямоугольная в плане (20 х 7 м), невысокая, с красивым полуциркульным сводом без арок, но с арочным проемами (люнетами).
В 1847 г. был устроен иконостас, вписанный под арку свода (максимальная высота 3,8 м); резьба и позолота по полименту выполнялись в Петербурге, иконы («Архидиакон Стефан», «Спас», «Богоматерь», «Святой Николай», «Тайная вечеря», «Святая Екатерина», четыре образа евангелистов) писались в Академии художеств.