Kościół i Klasztor Bernardynów został ufundowany przez właściciela miasta księcia Janusza Ostrogskiego w 1614 roku. Świątynia pełniła funkcje fortyfikacyjne, a potężna dzwonnica kościoła pełniła funkcje strażniczo-obronne.
We wschodniej części klasztoru znajdował się ogród z drzewami owocowymi. Oprócz budynków na terenie majątku klasztornego do niego należały także domy za ogrodzeniem. Od północy znajdował się drewniany dom – tzw. «Browar», który pełnił funkcję browaru. Po stronie południowej, która prowadzi do centrum miasta, do kościoła należał budynek szpitala dla osób starszych.
W drugiej połowie XVIII wieku w kościele zbudowano kilka rokokowych ołtarzy. W tworzeniu tych ołtarzy brali udział uczniowie słynnego mistrza rzeźbiarstwa – lwowskiego rzeźbiarza Ioana Pinzla, zwanego ukraińskim Michałem Aniołem.
W lochach tej katedry znajdowały się pochówki szlacheckich rodzin Sanguszków, Lubomirskich, Illińskich, Frankowskich. Podziemne przejście prowadzące z fosy obronnej do krypt kościoła opisał M.W. Gogol w znanej na całym świecie powieści «Taras Bulba».
W 1855 r. kościół został konsekrowany jako prawosławna katedra św. Mikołaja. Od 1993 roku w kościele mieści się Katedra Św. Mikołaja. W 2000 r. na terenie Bramy Łuckiej zarejestrowano Mikołajowski klasztor żeński Ukraińskiej Cerkwi Prawosławnej Patriarchatu Kijowskiego. Dnia 13 grudnia 2014 roku Święty Synod Ukraińskiej Cerkwi Prawosławnej Patriarchatu Kijowskiego zatwierdził zmiany statutu w nowym wydaniu jako statut męskiego klasztoru św. Mikołaja m. Dubno.
Obecnie zabytek architektury o znaczeniu państwowym służy jako obiekt sakralny i jest wieloletnią dzierżawą diecezji rówieńskiej Prawosławnej Cerkwi Ukrainy.