Храм был построен из камня, не оштукатурен, имел крышу с деревянным куполом посередине. Верх купола был обит белой жестью, крест был железный. Сбоку к храму было пристроено деревянное крыльцо.
Внутренне убранство храма отличала простота и обилие икон старинного письма, среди которых особо выделялся образ Спасителя, почитаемый как чудотворный, находившийся в храме «на первом плане». Слева от царских врат - лик Божией Матери, на северных и южных вратах -изображение Св. Архистратига Михаила.
В XVI веке при храме возникает кафедральное братство, одно из древнейших в Беларуси, просуществовавшее до 1604 года как православное, а затем продолжившее деятельность как униатское. При братстве действовала одна из первых школ. Здесь же был создан госпиталь.
В 1836 году было начато строительство крепости. Тем не менее, на архивных планах крепости вплоть до 1840 года, значится церковь Св.Николая. Вероятно, храм предполагалось сохранить как гарнизонный. С этой целью в 1837 году были сняты его обмеры и разработан план реконструкции. Но этим планам не суждено было сбыться. В 1840 году древняя церковь была разобрана.
Но в 1870-1876 гг. в Цитадели была построена новая православная Свято-Николаевская церковь по проекту академика Российской Академии художеств архитектора Д. И. Гримма.
