Монастырь основан в 1604 году. Содержит мощи Симеона Верхотурского и поэтому был и остается центром паломничества. При советской власти в монастыре находилась колония малолетних преступников; в 1990 году Николаевский монастырь был возобновлен. Крестовоздвиженский собор был заложен 12 сентября 1905 года - в праздник перенесения мощей Святого праведного Симеона Верхотурского. Собор стал одним из самых больших храмов в России, третий после Храма Христа Спасителя и Исаакиевского собора. Он способен был одновременно вместить около 4000 человек. Величественность собора как будто подтверждала значение Верхотурья в православной жизни России. Воображение современников поражала красота его убранства. Купола собора были покрыты гладким листовым цинком с накладными рустами. Его центральный иконостас был изготовлен из фаянса на московской фабрике М.С. Кузнецова.