Точная дата возведения белокаменного Нижнего Никольского собора неизвестна.

Строивший в 1624—1626 гг. Можайский кремль Иван Измайлов сообщил патриарху Филарету о том, что ему было велено «поделать соборную церковь Николы Чудотворца», и что он ту отделку сделал Храм сильно пострадал во время войны 1812 года — он был разграблен и выжжен. От пожара металлические стяжки лопнули, стены повредились и расселись во многих местах. После ухода французов собор был укреплен[1]. В 1814 году в собор была передана церковная утварь и храмовая икона из церкви Ильи Пророка (сохранилась по наши дни в Ильинской слободе). По просьбе протоирея собор был переименован в Ильинский. Освещал собор архиепископ Августин (настоятель Лужецкого монастыря до 1812 года). Тогда же собор получил статус приходской церкви В 1852 году собор был окончательно восстановлен, храмовую икону вернули обратно в Ильинскую церковь (Ильинская слобода), а сам собор переосвятили из Ильинского в Петропавловский. С тех пор здание не перестраивалось