Esta iglesia, que es uno de los templos más antiguos de la ciudad, es una construcción medieval que fue renovada a lo largo del siglo XVI.
La intervención de Andrés de Vandelvira se produce en la década de los sesenta del siglo XVI en la portada de poniente. Se ha documentado como obra suya la bóveda de la capilla bautismal y se le atribuye la capilla del deán Ortega.
La construcción de la portada fue contratada en 1564 por el cantero Pedro de Gorostiaga con diseño del maestro alcaraceño; las esculturas fueron realizadas por Lorenzo Brogio, discípulo de Esteban Jamete. Esta portada consiste en un arco de medio punto, con un ángel en la clave, entre pares de columnas corintias que dejan entre ellas espacio para albergar hornacinas. En las enjutas del arco hay dos tondos de los que sobresalen las cabezas del rey David y el profeta Isaías. En el friso se presentan cabezas aladas, y en el ático triple arcada, donde el arco central es de mayor tamaño que los laterales. En el tímpano del arco central se representa al santo titular de la iglesia, san Nicolás de Bari, y en los arcos laterales veneras. A ambos lados del arco central podemos observar la representación de dos tenantes que sostienen las armas del obispo Francisco Delgado (1566-1576) y que sirven para sostener el entablamento del ático. Sobre esta composición se sitúan dos ángeles mancebos que descansan en los costados de la arquivolta. Por último, se completa el conjunto con un copete de forma trapezoidal que termina en un pequeño frontón recto con flameros a los lados. En el centro del copete se sitúa un busto de Dios Padre en majestad.
Esta portada recibe su influencia, por un lado, de la realizada por Hernán Ruiz II en el Palacio de los Páez (Córdoba) en 1540 y del diseño VII del Libro Extraordinario de Sebastiano Serlio publicado en 1551.
Por otra parte, la capilla del Deán Ortega se sitúa a la izquierda del altar mayor, y se inició en 1527 para enterramiento de Fernando Ortega Salido y su familia.
La portada tiene esquema triunfal y consiste en un arco de medio punto decorado con grutescos y dos medias columnas corintias sobre pedestales en cuyo fuste estriado encontramos decoración de calaveras. En las enjutas del arco se representan a Sansón abrazado a una columna a la izquierda, y a Hércules con la maza a la derecha. Sobre el arquitrabe hay un friso decorado con grutescos, y sobre este, como remate del conjunto, el escudo de la familia Ortega sostenido por ángeles, y en las esquinas dos personas orando.
La reja de la capilla, por su parte, fue realizada por el herrero Juan Álvarez de Molina. Está estructurada a modo de retablo y representa en el segundo cuerpo el escudo del sobrino del deán, Andrés Ortega Cabrío, sostenido por dos tenantes. En la parte superior se observa a la Virgen de la Asunción acompañada de ángeles músicos y de san Bartolomé y san Francisco.
El interior está cubierto con bóveda de crucería y aún conserva el retablo realizado por Juan de Reolid y policromado por Alejandro Mayner y Julio de Aquiles.
Por último, la capilla bautismal, que es de pequeño tamaño, presenta planta semielíptica y se cubre por una bóveda acasetonada.
