Собор Святого Николая, являющийся одним из самых значимых и древних храмов Бельц, служит символом города и хранителем его истории. По преданию, на месте нынешнего собора в эпоху правления Александра Чела Бун стояла простая деревянная церковь. Во время строительства каменного храма были обнаружены фундаменты и алтарь этой старой церкви. Она была разрушена во время одного из татарских набегов, но вскоре восстановлена. Когда началось строительство нового каменного собора, старую деревянную церковь разобрали и перенесли в село Старые Гечи, находящееся в Сынжерейском районе.
Собор Святого Николая был построен в 1791-1795 годах как католический костёл для 300 армян-переселенцев из Галиции. Эти переселенцы прибыли в Бельцы по приглашению боярина Георгия Панаите, который хотел развивать торговлю в регионе. Одним из условий их приезда было строительство римско-католической церкви. Однако молдавские власти не разрешили ни приезд переселенцев, ни строительство костёла. В результате храм был немного перестроен и освящён как православный в 1804 году.
Архитектор Израиль Шмурун спроектировал этот собор, а строительство осуществлял Георгий Панаите с бригадой строителей. Храм выполнен в форме базилики — вытянутого прямоугольника, что характерно для византийской, готической и романской архитектуры. В переводе с греческого "базилика" означает "царский дом". Внутреннее пространство собора выглядит величественно и монументально, разделено на несколько частей мощными четырёхугольными колоннами, которые поддерживают полукруглый потолок. Стены, колонны и потолок украшены росписью. Здание кажется двухэтажным из-за окон, расположенных на двух уровнях, которые обеспечивают равномерное освещение. Западный и восточный фасады венчаны двумя трёхметровыми позолоченными крестами.
Колокольня была построена в 1888 году и первоначально имела форму, напоминающую шпиль Петропавловского собора в Санкт-Петербурге, но меньшего размера.
Собор стал свидетелем важнейших событий в истории города. В 1812 году, когда Бессарабия перешла под российскую юрисдикцию, и в 1818 году, когда была образована Бессарабская область, Бельцы стали уездным городом Ясского уезда. В этом же году город посетил император Александр I.
19 апреля 1818 года, по старому стилю, Бельцы официально стали городом. Император Александр I, путешествуя по Бессарабии, остановился на ночлег в Бельцах и получил известие о рождении внука, будущего императора Александра II. В честь этого события он постановил, что Бельцы должны быть признаны городом.
В 1856 году Бельцы посетила императрица Мария Александровна, а в 1887 году Ясский уезд был переименован в Белецкий (Бельцкий). В то время в городе проживало около 10 тысяч человек, из которых 70% составляли евреи, а также существовало 72 синагоги.
С начала XX века Бельцы стали важным торговым и промышленным центром. Железные дороги, построенные в 1894 году, связали город с другими важными регионами. К началу XX века население Бельц возросло до более чем 18 тысяч человек, большая часть из которых были евреи.
До 1920-х годов Николаевский собор оставался единственным православным храмом в городе. В воспоминаниях одного путешественника описывается, что в начале XX века Бельцы не имели значительных зданий, кроме одного православного храма, который выглядел больше как мельница, чем церковь. Колокольня храма, несмотря на её повреждения во время Второй мировой войны, была восстановлена и вновь возвышается над городом.
5 апреля 1965 года колокольня была снесена местными властями, официально по причине расширения площади у Дома Советов. Восстановлена она была уже в середине 1990-х годов благодаря финансированию бельцкого бизнесмена и политика Николая Кирильчука.