Архитектурный памятник федерального значения.
Первый каменный, трёхпрестольный, приходской храм в Зауралье, возводился силами и на средства прихожан на протяжении целого столетия (1754-1861 гг.)
Церковь была заложена 13 июня 1754 года. В июле выкопанные траншеи были забиты сваи и уложен бутовый камень.
Церковь была холодная, поэтому с северной стороны церкви был возведён тёплый каменный придел, который был освящён 30 января 1776 года во имя трёх святителей: Василия Великого, Григория Богослова, Иоанна Златоуста – его ещё называли трёхсвятительский.
Вокруг церкви в 1822 году была построена кирпичная ограда. Внутри ограды хоронили церковнослужителей и, в виде исключения, членов их семей.
19 апреля 1852 года в Далматово возник опустошительный пожар. От огня значительно пострадала Николаевская церковь, сгорели церковный дом, деревянные постройки, дома священников. В 1851 было начато строительство южного придела.
Рядом с Николаевской церковью стояли 4 дома священников. В одном из домов жил священник Григорий Черёмухин. В этом доме был первый сельский совет. В послевоенное время, в нём располагалась городская гостиница, затем был жилой дом. В настоящее время дом снесён.
Кирпичный дом напротив Николаевской церкви принадлежал священнику Владимиру Сергееву погибшему в 1918 году. В доме в советское время располагались женская консультация и роддом, затем ясли, детский сад, сейчас располагается воскресная школа Успенского монастыря.
В июле 1918 г. священнослужители храма были расстреляны. В 1934 г. церковь закрыли. После закрытия, в 30-е годы были разобраны кирпичная ограда и верх церковного здания. Часть этого кирпича пошла на строительство здания семилетней школы около речки Пионерки. В 1945 году в церкви поселился Дом культуры. Кинотеатр «Октябрь». Центральную часть церкви занимал кинозал. Экран для показа кинофильмов находились в алтарной части здания.
С 1983 в здании размещался краеведческий музей.
В 2012 г. здание передано Шадринской епархии Русской Православной церкви.