Храм в честь святителя Николая Чудотворца, выстроенный в стиле классицизма, примыкает к Вознесенскому собору с севера. Его возведение относится к 1804 году, когда при игумене Арсении старую обветшавшую церковь святителя Николая разобрали, чтобы на ее месте выстроить новый храм, с братской трапезой и кухней внизу. Здание в плане прямоугольное, увенчано фронтонами и куполом на барабане с главкой над ним. Исследователи отмечают, что купол Никольской церкви перекрывает и как бы маскирует сомкнутые своды в интерьере, которые являются архаичными для построек такого типа начала XIX столетия. С восточной стороны к зданию прилегает полукруглая апсида, равная по ширине и высоте основному объему храма. Два ряда окон прорезывают пространство церкви, включая апсиду. Церковь имеет богатый декор, представленный лепными фризами с растительными орнаментами, гирляндами и масками. В 1853 году между Вознесенским собором и Никольской церковью было выстроено здание ризницы и библиотеки, соединившее храмы. В 1891 году храм в честь святителя Николая был расписан. В 1913 году в нем появился новый пятиярусный иконостас.
Долгие столетия храмы на Руси были в основном деревянными. Это касалось как приходских церквей, так и монастырских. Лишь самые богатые обители могли возводить каменные храмы. Не являлась исключением из общего правила и Давидова пустынь. В первые десятилетия существования Давидовой пустыни все ее церкви были выстроены из дерева. Уже при преподобном Давиде их было две, причем соборный Вознесенский храм имел придел. Как свидетельствует монастырский синодик 1602 года, основатель монастыря «постави церковь во имя боголепнаго Вознесения Господа Бога и Спаса нашего Иисуса Христа, в пределе поставив церковь Пресвятые Владычицы нашее Богородицы и Приснодевы Мариям честнаго и славнаго Ея Успение, а с трапезой постави церковь во имя иже во святых отца нашего Николы Чюдотворца».
Об иноческих трудах преподобного Давида известно очень мало. На выбранном месте он с помощью духовных чад воздвиг кельи и деревянную церковь в честь Вознесения Господня с приделом Успения Пресвятой Богородицы, а также трапезную церковь во имя святителя Николая Чудотворца. С деятельностью преподобного Давида связывается и насаждение липовой рощи за стеной пустыни. Рассказывают, что святой выкапывал в ближайшем лесу липы и, принося их в монастырь, сажал корнями вверх. Деревья благополучно приживались, а окрестные жители, которые становились свидетелями чуда, свершающегося по воле Господа, укреплялись в своей вере. Считается, что преподобный Давид был духовным наставником местного населения. В современном житии святого отмечается желание преподобного иметь подворье в Москве с древней иконой Лика Господня или Пресвятой Богородицы для изыскания средств на улучшение благосостояния основанной им пустыни и помощь нуждающимся.
Там преподобный Давид Солунский, желавший, чтобы Господь даровал ему разум и смирение, три года предавался аскезе на миндальном дереве. Подвиг святого отразился в иконографии святого часто изображают в кроне дерева. Затем еще около семидесяти лет он провел в келий. Подвижническая жизнь преподобного стяжала ему от Бога дар чудотворений, исцеления больных и изгнания бесов. По преданию, именно в Боровском монастыре преподобный Давид сблизился с другим учеником и постриженником Пафнутия — преподобным Иосифом Волоцким, будущим основателем монастыря под Волоколамском и знаменитым русским публицистом. Если дружба иноков зародилась в Боровском монастыре, то это должно было произойти до 1479 года, когдапреподобный Иосиф покинул обитель. Узы духовной дружбы связали иноковна долгие годы. Иосиф Волоцкий посещал своего духовного собрата в основанной им пустыни незадолго до своей кончины, последовавшей 9 сентября 1515 года. Визит выдающегося деятеля русской церковной истории всегда расценивался в Давидовой пустыни как одно из наиболее важных событий,когда-либо происходивших в монастыре. Западную стену трапезного храма во имя Всех Святых ныне украшает фреска, иллюстрирующая посещение обители преподобным Иосифом. После долгих лет монашеских трудов в Пафнутьево-Боровском монастыре преподобный Давид почувствовал в себе силы стать основателем новой обители. Точное время пребывания святого в монастыре преподобного Пафнутия неизвестно.
