История собора начинается в 1858 году с публикации во всероссийских газетах решения священного синода об увековечивании памяти умершего императора Николая I и сооружении в Старобельске храма его имени: «В память усопшего, в бозе почившего государя Николая I построить в городе Старобельске Харьковской епархии каменный храм с именем Николаевский, Николаевская церковь. Архитектурное оформление исполнить в стиле барокко, считая наивысшим достижением строительного мастерства и высокой культуры старины».Свято-Николаевский кафедральный собор (Старобельск)Известие о строительстве храма везде и всеми бурно обсуждалось. Многие вносили свои предложения о месте строительства, и в конце 1859 года оно было определено — на холме между Малой Дворянской и Соборной, Классической и Николаевской улицами.Николаевская церковь строилась быстро. В 1862 году строительство было полностью завершено.По окончании строительства, в конце 1862 года, церковь была освящена во имя святого Николая Чудотворца.Судьба церкви оказалась счастливой, так как с 1924 по 1994 годы это было единственное место в городе, где велась служба.Во времена СССР церковь была признана памятником архитектуры XIX века. Государство взяло её под охрану и охраняется по настоящее время.С установлением кафедры Николаевская церковь была переименована в Свято-Николаевский Кафедральный Собор и в настоящее время носит это имя. В настоящее время собор является одним из старейших, до ныне действующих, православных храмов города.