Историческая справка:
Кафедральный собор Святителя Николая Чудотворца — несохранившийся храм на территории Нижнего замка, позднее Соборной площади (ныне площадь Свободы). С XII века на этом месте располагался православный храм в честь Параскевы Пятницы, который просуществовал до начала XVII века. В книге «Инвентарь архиепископии Полоцкой» 1618 года значится «церковь, заложене светое Пятницы, в замку Нижнем».
В 1640 году территория современной площади Свободы и парка имени Фрунзе указом Владислава IV Вазы продана иезуитам, которые к 1644 году на средства смоленского воеводы Александра Корвин-Гонсевского построили деревянные костел Святого Иосифа и коллегиум. Купчая 1645 года на участок земли, проданный иезуитскому коллегиуму, упоминает соседний пустой участок, на котором ранее находилась церковь св. Пятницы. Из этого документа можно сделать вывод, что церковь находилась в районе южного края современной площади Свободы (ближе к проспекту Фрунзе), но к середине XVII века уже не существовала.
Во время русско-польской войны 1654−1667 годов миссия иезуитов в Витебске не действовала. Русские власти после взятия Витебска в 1654 году конфисковали земельные имения иезуитов, а костёл был перестроен в церковь православного Свято-Алексеевского монастыря.
Вместе с тем, в «Памятной книжке Витебской губернии на 1864 год» А. М. Сементовский в статье «Витебск, исторический очерк» приводит иную хронологию существования иезуитского коллегиума и православного Алексеевского монастыря, а именно: «Съ учрежденiемъ коллегiума, католицизмъ началъ водворяться въ Витебскѣ съ большимъ успѣхомъ. Прибывшiе сюда изъ Полотска iезуиты начали съ того, что захватили въ свои руки православный монастырь, со всѣми принадлежащими къ нему угодiями, и церковь во имя св. Алексѣя человѣка Божiя».
После передачи Витебска в 1667 году в состав Речи Посполитой (согласно Андрусовскому перемирию) иезуиты вновь открыли свою витебскую резиденцию. В 1668 году начал действовать обновлённый костёл при монастыре св. Франциска Ксаверия.
В 1716 году на средства витебского кастеляна Марциана Огинского и витебской шляхты началось строительство костела в стиле барокко, которое завершилось в 1731 году. Костел имел две восьмигранные башни и высокий купол на световом барабане. Вместе со зданием коллегиума костел составлял внутренний прямоугольный двор.
Коллегиум был закрыт 13 марта 1820 года, когда деятельность иезуитов в России была запрещена указом Александра I. В 1822 году костел был передан базилианам и таким образом стал униатским. В 1843 году он передан православным и освящен в честь святого Николая.
В 1843−44 годах под руководством архитектора Беттини храм был частично перестроен и стал кафедральным собором. Были заменены фигурные окончания башен и центрального купола на полусферические купола, над башней с часами появился высокий шпиль. В бывшем коллегиуме иезуитов разместилось архиепископское подворье. На подворье была устроена архиерейская домовая церковь Святого Василия, которая была освящена 26 декабря 1848 года.
В 1869—1872 годах произведен ремонт храма, поскольку в его стенах появились большие трещины. В ходе ремонта в башнях, перестроенных в псевдорусском стиле, поместили колокола. Храм был расписан внутри, в нем появился иконостас. В храме находились иконы, среди которых, как сказано в «Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона», «…образ Снятия со Креста, писанный на холсте, приписывают кисти Сальватора Розы. По живописи замечательна икона, изображающая мучения св. Феклы на костре». Кроме того, в соборе находились Евангелия 1698 года, напечатанное в Москве, и 1759 года, напечатанное в Почаеве. При соборе имелась библиотека.
После 1917 года храм был закрыт. В 1922 году церковные ценности были конфискованы. Строения коллегиума уничтожены в 1930-е годы. Храм сильно пострадал во время Второй мировой войны. В 1944 году в его здании разместился отдел социального обеспечения. Взорван 12 апреля 1957 года.