Морской собор в городе-крепости Кронштадт (с тремя престолами — во имя свт. Николая Чудотворца, свв. апп. Петра и Павла и прп. Иоанна Рыльского) был заложен 1 (14) сентября 1902 года по указу императора Николая II в честь 200-летия Российского флота. Молебен на строительство храма совершил святой праведный Иоанн Кронштадтский.

Автор проекта профессор В.А. Косяков взял за образец собор святой Софии в Константинополе. В возведении собора участвовали командир Кронштадтского форта вице-адмирал Н.И. Казнаков, вице-адмирал С.О. Макаров и другие выдающиеся русские флотоводцы. Построенный на народные пожертвования и средства Морского ведомства, собор был освящен 10 (23) июня 1913 года в присутствии императорской семьи протопресвитером Георгием Шавельским в сослужении протоиерея Иоанна Морева и будущего священномученика протоиерея Алексия Ставровского.

Задуманный как памятник всем морякам, погибшим за Отечество в бою или от ран, Николаевский храм по праву считался духовным центром всего Российского флота. На памятных досках были высечены имена 12 тысяч погибших за Отечество моряков, за которых в соборе ежедневно возносилась молитва. Здесь бережно сохранялись реликвии, связанные с морской славой державы.

Уникальный храм-памятник истории Российского флота стал градостроительной и морской доминантой Кронштадта — главный купол храма виден со всех точек Невского фарватера.

14 октября 1929 года собор был закрыт и разорен. Алтарь Господень был осквернен, память павших воинов поругана, кресты и колокола сброшены. Во время Великой Отечественной войны храм подвергался обстрелам. В разные годы в храме размещались кинотеатр, клуб, концертный зал. Стараниями военных моряков и музейных работников удалось сохранить лишь малую часть великолепного внутреннего убранства, не подвергшуюся уничтожению.

В результате внутренней перестройки собор оказался поделенным по вертикали на две части массивными перекрытиями. В купольной части был нарушен тепловой режим, отсутствовало отопление. В результате неправильной эксплуатации собор оказался в аварийном состоянии, и только оперативное начало восстановительных работ спасло здание от неминуемого разрушения.

В 2002 года приснопамятный Святейший Патриарх Алексий II благословил возрождение Морского собора в Кронштадте. В тот же год главный купол храма вновь был увенчан крестом.

2 ноября 2005 года, в день рождения святого праведного Иоанна Кронштадтского, в главном храме Военно-морского флота России была совершена первая с момента закрытия Божественная литургия.

По инициативе Святейшего Патриарха Кирилла был создан Попечительский совет по восстановлению собора, и началось его воссоздание как символа морского флота России. Первое заседание Попечительского совета под председательством Его Святейшества, состоявшееся 5 марта 2009 года, положило начало масштабным восстановительным работам.

Ремонтно-реставрационные работы велись совместными усилиями Русской Православной Церкви, Военно-морского флота, Министерства культуры РФ, деловых кругов и всего российского народа. В частности, в 2010 году на эти цели по федеральной целевой программе «Культура России» было выделено 300 млн. рублей, а на 2011 год — 1 млрд. рублей.

По инициативе главнокомандующего Военно-морским флотом Российской Федерации В.С. Высоцкого был объявлен всефлотский сбор средств на восстановление собора.

Первую Патриаршую литургию в восстанавливаемом Свято-Никольском Морском соборе в Кронштадте 20 ноября 2010 года совершил Святейший Патриарх Московский и всея Руси Кирилл. В этот день, по окончании Литургии, состоялась торжественная церемония встречи гюйса с крейсера «Варяг», который будет храниться в музее собора. Затем состоялась закладка памятной капсулы в крест на купол собора, после чего Святейший Патриарх освятил крест.

2 апреля 2011 года в Кронштадте состоялось первое заседание Комиссии по художественному убранству Морского собора.

19 апреля 2012 года Святейший Патриарх Кирилл совершил чин малого освящения Морского собора.

29 апреля 2012 года в соборе начались регулярные богослужения.

Великое освящение собора 28 мая 2013 года совершили Блаженнейший Патриарх Иерусалимский Феофил и Святейший Патриарх Кирилл.