Споруда костьолу Св. Миколи почалася за конкурсним проектом архітектора С. В. Валовского в 1899 році. Розробка і будівництво будівлі проводилися під керівництвом відомого київського архітектора В. У. Городецкого.
Костьол, побудований в стилізованих готичних формах з високими стрілчастими баштами і шпилями, відрізняється стрункими пропорціями, легкістю, ясністю композиційної структури. Складні умови будівництва і архітектурного рішення спонукали архітекторів застосувати новаторські на той час інженерні технології. Инженером А.Э.
Страусом вперше в тодішній будівельній практиці була запропонована закладка фундаменту на бетонних палях, а в конструкціях широко використовувався залізобетон – новий будівельний матеріал. Костьол був пишний як настінними розписами так і вітражами, яких налічувалося 40 (не збереглися).
В 1909 році костьол був освячений.
Костьол був закритий і розграбований близько 1933 року, духівництво піддалося репресіям. У будівлі розмістилися склади. У 1943 році під час війни, храм сильно постраждав від артилерійського обстрілу, горів.
В післявоєнні роки будівля костьолу була частково відреставрована і перебудована під потреби Київського державного обласного архіву.
В 1978 році було ухвалено рішення Ради Міністрів УРСР про створення в Києві Республіканського Будинку органної і камерної музики і переобладнання під концертний зал приміщення колишнього Миколаївського костьолу. Одночасно з реставрацією проводилася і часткова реконструкція будівлі. З 1981 року Миколаївський костьол став функціонувати як концертний зал Будинку органної і камерної музики.
Орган Київського Будинку органної музики був спеціально створений майстрами фірми «Rieger-Kloss» в місті Крнов в Чехословакії. При конструюванні максимально враховувалася органічність поєднання форм інструменту з інтер’єрами колишнього Миколаївського костьолу.
У органу 55 регістрів, розподілених по трьом мануальним клавіатурам і педалі, 3846 труб різних діаметрів і довжини (від 13 міліметрів до 6 метрів), зроблених з металу і дорогих порід дерева (використовувалося чорне і червоне). Орган має широку темброву палітру і на нім з успіхом виконуються твори різних стилів і напрямів від старовинної музики до сучасних авторів.
Творчий колектив Будинку органної і камерної музики складають: Ансамбль класичної музики імені Б.Лятошинского, Тріо «Равісан», Квартет імені Миколи Лисенко, Камерний ансамбль «Київ», Камерний ансамбль «Київ-Брас», органісти, солісти-інструменталісти і співаки.
Римсько-католицька община храму, що склалася на початку XX століття, сильно постраждала за часів подій 1917 року, репресій 30-50-х років XX століття і практично зникла до середини століття. Відродження церковного життя общини почалося в кінці 80-х років XX століття.