Первую церковь греки построили в конце XVIII века и освятили во имя святителя Николая, покровителя мореплавателей и торговцев. С течением времени она стала тесной для прихожан, поэтому в 1806 году соорудили новую каменную, покрытую черепицей. Храм сильно пострадал в годы Крымской войны: враги разрушили колокольню, разбили колокола, уничтожили церковные книги и архив. Благодаря личному мужеству священника Иоанна Манжеля и веротерпимости, проявленной со стороны турецкого командования, была спасена церковная утварь, ее вместе с иконостасом вывезли в Одессу. Сам священник остался в оккупированном городе и поддерживал своих прихожан. В соборе проводили католическое богослужение.
После войны стало ясно, что храм надо перестраивать, так как он обветшал, да и православное население города увеличилось, и храм стал мал. Решили новый собор возвести в память об освобождении Евпатории от англо-франко-турецких войск во время Крымской войны. Инициатором строительства новой церкви стал протоиерей Иаков Чепурин. В 1891 году начали сбор пожертвований для строительства, а в 1892 году указом Императора Александра III из казны выделили 36 тысяч рублей.
Торжественная закладка собора состоялась 11 июля 1893 года при участии Преосвященного Мартиниана, епископа Симферопольского и Таврического. А освящен новый храм был 16 февраля 1899 года Преосвященным Никоном, епископом Вольским. Собор возвели рядом со старой церковью, в которой все эти годы велись Богослужения.
Собор в византийском стиле спроектировал городской архитектор Одессы и председатель Одесского технического общества Алексей Осипович Бернардацци. Подрядчиком стал севастопольский купец Ананий Савельевич Пасхалиди, а наблюдал за строительными работами инженер Вячеслав Геринек. Он стал автором ряда инженерных новшеств, использованных при возведении собора. Одно из них - огромный купол из бетона, его диаметр 18 метров, вес 156,6 тонн. В верхней части барабана удвоили число граней, в каждой из них сделали световое окно.
Собор поражал воображение прихожан яркой отделкой. Росписи куполов, сводов и стен храма принадлежат преподавателям гимназии Виталию Васильевичу Соколовскому и Сергею Строеву. Иконостас выполнил флорентийский резчик Ваннуки. Купол венчал бронзовый с позолотой крест, созданный художником Б. В. Эдуардсом в Одессе. Николаевский собор вмещал 2000 человек.
В храме освящены три престола, центральный во имя святителя Николая Мирликийского Чудотворца. В престоле святого благоверного князя Александра Невского хранились русские хоругви времен Крымской войны. В конхе по обе стороны от святого Александра Невского изображены святые равноапостольные княгиня Ольга и князь Владимир. Левый престол освящен во имя апостола Иакова Зеведеева, изображенного тут же в конхе. По обе стороны от него - лики святого Иакова, брата Господнего, и апостола Андрея Первозванного.
Много сил и энергии отдал своему любимому детищу - Николаевскому собору протоиерей Иаков Чепурин. Когда заканчивались средства, он продолжал строительство на собственные сбережения, закладывал имущество своей семьи, брал ссуды в банке. Иаков Чепурин неожиданно скончался 29 ноября 1898 года, не дожив всего несколько месяцев до окончания строительства, и за свои заслуги был похоронен в храме возле северной стороны апсиды.
16 мая 1916 года Свято-Николаевский собор посетил Император Николай II с семьей. В храме отслужили молебен и провозгласили многолетие Царскому дому и всему русскому воинству. Это был последний приезд Царской семьи в Крым.
В годы советской власти судьба собора менялась не однажды. Он несколько раз закрывался и открывался вновь, в разное время здесь размещались то художественная мастерская, то склад для хранения пшеницы. Из-за этого великолепное убранство собора было утрачено. А сам он едва избежал гибели во время Великой Отечественной войны: храм не успели взорвать отступавшие советские воины. Немецкие и румынские войска, оккупировавшие Евпаторию, разрешили проводить в храме службу. В торжественный момент начала Богослужения в море сорвало большую донно-якорную мину времен Первой мировой войны и выбросило на берег. Взрыв оказался настолько сильным, что в соборе выбило стекла, но прихожане не пострадали.
В 1999 году Свято-Николаевский собор торжественно отметил свое столетие. Над главным входом сосновыми ветками выложили даты: 1899–1999. В память об этом событии у входа установили мемориальную доску.
Современный вид, юг:
https://img-fotki.yandex.ru/get/16185/239759446.1/0_10b35b_f86b17fe_orig
Запад:
https://img-fotki.yandex.ru/get/16177/239759446.1/0_10b35a_be193b55_orig
Открытое письмо. Изд. И. Б. Айваза. Фототипия М. Пиковского, Одесса.