В 1896 году вице-адмирал Николай Иванович Казнаков (1834-1906, с 1901 года — адмирал), занимавший в то время должность главного командира Кронштадтского порта, подал прошение на строительство в Кронштадте нового собора.
В 1897 году начался сбор пожертвований на строительство Морского собора. Основная сумма была собрана моряками, которые вплоть до 1913 года отчисляли четверть процента своего жалования на Морской собор. В 1900 году был учрежден комитет по постройке собора, который возглавил главный командир Кронштадтского порта вице-адмирал Степан Осипович Макаров (1848-1904).
В 1903 году по указу Николая II, в честь 200-летия Российского флота был заложен Морской Никольский собор. Основная работа была завершена в 1907 году, после этого было начато оформление внутреннего убранства. В 1913 году храм освятили в присутствии императора, начались богослужения.
1 июня 1929 года в Морском соборе состоялась последняя служба, после чего храм закрыли и разграбили. Был уничтожен прекрасный иконостас. На куполе вместо креста предлагали установить звезду или статую Ленина.
В 1932 году часть помещений собора занял клуб «Максим Горький», который в народе называли «Максимка», а другая была отдана под склады. В годы Великой Отечественной войны под куполом разместился наблюдательный и корректировочный пост корабельной и береговой артиллерии Кронштадта.
В 1976 году здание бывшего собора было взято на охрану как памятник архитектуры. В 1978 году здесь открылся «Матросский клуб», который просуществовал до 1989 года. Также с 1980-х годах здесь функционировал музей «Кронштадтская крепость».
2 ноября 2005 года в Морском Никольском соборе отслужили первую Литургию. В 2007 году он был передан на баланс Центрального военно-морского музея.
В 2009 году его одели в специальный защитный саркофаг из армированной пленки и начали активные реставрационные работы.
24 апреля 2012 года Патриарх Московский и всея Руси Кирилл в присутствии Президента России Д.А.Медведева совершил чин Малого освящения собора. 28 мая 2013 года, в столетие освящения Морского Никольского собора, Патриарх Иерусалимский Феофил и Патриарх Московский и всея Руси Кирилл совершили чин Великого освящения и Божественную Литургию.
Морской Никольский собор является самым большим из морских соборов В России. Собор называют «ставропигиальным». В православной вере такой статус дается храмам, монастырям и духовным братствам, которые не подчиняются местной епархии, над ними – только синод и патриарх. Таким образом, ставропигиальный собор более свободен и независим в своей деятельности.
Морской Никольский собор является трехпрестольным. Главный придел – Николая Чудотворца, боковые – один апостолов Петра и Павла, второй Иоанна Кронштадтского. Здесь же располагается филиал Центрального военно-морского музея, памятник погибшим морякам.