Существующая ныне церковь построена на месте прежней деревянной Никольской церкви, которая стояла там, где уже в 1390г. значился Никольский на Болоте монастырь, записан как «Великий Чудотворец Николай за Берсеневою решеткою» – то есть, за ночной заставой, за которой наблюдал Берсеня-Беклемишев, – от него и закрепилось это название. В 1656-1657гг. была возведена новая каменная церковь. Изначально это был четверик с небольшой трапезной и колокольней; старая трапезная примыкает к храму не с запада, как это обычно бывает, а с севера, вход в нее оформлен как массивное крыльцо со столпами-кубышками, арки крыльца украшены «гирьками». С запада был спуск в нижнее помещение храма. Необычайно хорошо «огненное» завершение основного объема рядами кокошников с килевидным верхом. Барабаны пяти глав храма также обрамлены кокошниками иЦерковь Николая Чудотворца на Берсеневке. Крыльцо изукрашены аркатурой с «дыньками». Центральный барабан – световой. Богато декорированы, и фасады здания: и наличники окон, и колонки, и широкий фриз, и прочие украшения выполнены в стиле русского узорочья и при всей своей пышности не производят впечатления тяжеловесного излишнего декора, напротив, придают храму праздничный, нарядный вид.

В 1775г. с запада к четверику храма пристроили новую просторную трапезную в стиле классицизм, которая сильно исказила первоначальный облик здания. Сама по себе трапезная – хороший, добротный пример классицизма, но рядом с нарядной узорчатой церковью кажется совсем не соответствующей. Строгие линии трапезной: простые пилястры, ровные, лишенные декора фронтоны, окна без наличников, – резко контрастируют с основным объемом храма. Во время войны 1812 года храм горел; после пожара был обновлен и освящен заново. В 1820-х гг. была снесена старая колокольня, а новая выстроена только в 1854г.

В советское время храм действовал до 1930г., когда он был закрыт по просьбе разместившихся в палатах Аверкия Кириллова Центральных государственных реставрационных мастерских. После закрытия представители мастерских подали заявление на снос колокольни, мешающей хорошему освещению в палатах. Снос грозил и всей церкви: об этом ходатайствовал Б.Иофан, автор знаменитого неосуществленного проекта Дома Советов. В 1932г. снесли колокольню, а церковь оставили, несмотря на соседство Дома на набережной. В 1958г. в стенах храма разместился НИИ музееведения.

В 1992г. в храме были возобновлены богослужения, сейчас при нем открыты воскресная школа и библиотека.