Идею строительства отдельного храма в столице Румынии подал Гирс - посол Российской империи в этой стране. Храм был заложен в 1905-ом году на участке, подаренном румынским правительством. Проект церкви составил академик Преображенский, автор посольских храмов в Буэнос-Айресе, Флоренции и Софии. Создатели иконостаса вдохновлялись уничтоженным в революционные годы иконостасом собора Двенадцати апостолов московского Кремля.
Каменная церковь построена в псевдорусском стиле. Храм имеет семь куполов, изначально покрытых золотом.
Интерьер расписывал художник Васильев в византийском стиле и стиле святогорских монастырей. Общая площадь живописи 1500 квадратных метров.
Во время двух мировых войн храм частично разрушался, но его неизменно восстанавливали.
В 1992-ом году Церковь Святого Николая стала официальным храмом Бухарестского университета, поэтому в народе часто можно услышать название "Студенческая церковь".