Bereits 1218 wurde die Rostocker Altstadt erwähnt, in der Siedler aus Niedersachsen, Westfalen und Holstein lebten. 1230 begann man mit dem Bau der Nikolaikirche. 1257 wurde sie geweiht und dem Schutzpatron der Fischer, Schiffer und Brauer, dem Heiligen Nikolaus anempfohlen. 1312 erfolgte die Weihe der inzwischen veränderten dreischiffigen und vierjochigen Kirche.

In der ersten Hälfte des 15. Jahrhunderts wurde ein neuer Turm mit einem 75 m hohen Spitzdach sowie der erhöhte Chor errichtet. Direkt unter dem Chor befindet sich noch heute der so genannte Schwibbogen, eine schmale und niedrige Straßendurchfahrt. Über dem Schwibbogen ist ein restauriertes Bild des Heiligen Nikolaus vor der Silhouette Rostocks zu sehen.

Durch einen Orkan stürzte der 132 m hohe Turm der Kirche am 08. Dezember 1703 ein. Ein 1639 begonnenes Protokollbuch von St. Nikolai berichtet:
Über die Katastrophe, die sich am 08. Dezember anno 1703 ereignete: „Der schöne, in der Welt berühmte Turm wurde um 11 ¾ Uhr von einem Südwestorkan, der durch Nordeuropa raste, „umgeweht“. Er durchschlug das Oktogon an der Nordseite bis auf den Grund. Der Hahn mit Knopf und Stange flog über das Pfarrhaus, die Turmbalken zerschmetterten das Dach desselben und gefährdeten des leben des Diakonus im oberen Stockwerk, so daß er es nur dadurch rettete, „indem er unter den Schreibtisch kroch. Ein kleines Kind ward erschlagen, sonst kam kein Mensch zu Tode“. Der Gottesdienst musste mehrere Sonntage ausfallen. Der Pastor und Superintendent Dr. Quistorp hielt danach die Predigt vor dem Altar.

Am 26. Juni 1704 fing man an, einen neuen, kleineren Turm zu bauen. Stadtbaumeister Klaus Ramp baute ihn mit einer Höhe von 84 Metern auf, somit war er der niedrigste unter den Kirchen Rostocks. Erwähnt sei, daß der kleine Dachreiter auf dem Gewölbe von St. Nikolai eine Miniatur des 1703 eingestürzten Turmes darstellte und von Thomas Albrecht 1619 gebaut sein soll. Danach erfolgte der Wiederaufbau des Turmes im Jahre 1706 nun mit einem Pyramidendach und einer Barocklaterne.

1758 konnte die Orgel in Gebrauch genommen werden.

Umfangreiche Restaurierungsarbeiten wurden in den Jahren 1890 bis 1893 vorgenommen. In diesen Jahren wurde die baufällige Kapelle mit der ältesten Bausubstanz auf der Nordseite abgerissen. Die ursprüngliche Größe der Kapelle wird heute durch Metallinstalationen vor dem Nordportal erkennbar.

Die jüngere Geschichte - Die andere Nutzung

Im zweiten Weltkrieg wurde die Kirche stark beschädigt. Dabei brannten das Kirchenschiff und der Turm aus. Auch die Orgel sowie die barocke Kanzel fielen den Flammen zum Opfer.

Als Notkirche wurde am 19. September 1948 der Chorraum wieder in Gebrauch genommen.

1974 wurde der Zusammenschluss der beiden Kirchgemeinden St. Petri und St. Nikolai und damit das Ende der Nutzung der Nikolaikirche durch eine eigene Gmeinde beschlossen.

1976 erfolgte der Auf- und Umbau des Turmes, des Kirchendaches und des Kirchenschiffes nach einem ungewöhnlichen Konzept. Dabei entstanden 1985 10 Turmetagen für kirchliche Dienststellen. Das wiedererrichtete gotische Hallendach beherbergt drei Wohnetagen mit insgesamt 13 Wohnungen und 5 Gästezimmern.

In den Jahren 1991 bis 1994 erfolgten dann der Gewölbeeinbau sowie andere Teilfertigungen, wie Umluftheizung und Verlegung von Kalksteinplatten im Kirchenschiff.
Mit der Aufführung der h-Moll Messe von Johann Sebastian Bach konnte am 05. Juli 1994 die rekonstruiert e Kirchenhalle wiedereröffnet werden.

Die Holzemporen entstanden im Jahr 2000, um so zusätzliche Plätze für Besucher im Kirchenschiff zu schaffen.
Die heutige Orgel stammt aus der Philippus-Kirche in Rummelsberg/Bayern. Sie wurde in Rostock am 21. April 2002 feierlich eingeweiht.