Надзвичайно гарна природа, тепле море, мальовничі гори Криму ще з часів імператриці Катерини II привертали увагу багатьох вельмож, які збудували тут палаци і садиби. Багато хто з них стали справжніми архітектурними шедеврами, що прикрасили Південний берег Криму. До кінця XIX століття більшість кращих земель навколо Ялти стало належати імператорської сім'ї. На землях Нижньої Массандри був побудований ще один санаторій військово-морського відомства для лікування хворих на туберкульоз нижніх чинів та офіцерів флоту Російської імперії, якому також присвоїли ім'я Олександра III. Корпуси санаторію називали іменами дітей царської родини. У 1914 році освятили перший корпус на честь Великої княжни Ольги у присутності Миколи II та Олександри Федорівни. Для потреб хворих санаторію почали будувати невеликий храм за проектом відомого московського архітектора В. Н. Максимова, учня академіка О. В. Щусєва. Храм збудували в стилі давньоруських церков, по боках від вхідних дверей помістили меморіальні дошки з історичним текстом: "В ім'я Святого Духа освячена ця церква Святого Миколая, архієпископа Мир Лікійських, чудотворця. У присутності: отця Георгія, морського Міністра генерал-лейтенанта І. До . Григоровича, головного інспектора флоту лейб-медико Г. О. Зуєва, головного лікаря санаторію ". Церква була освячена 6 грудня 1916. Ікони для храму, на настійну вимогу архітектора В. Н. Максимова, купували тільки старовинні, не пізніше XVII століття. Для цього була створена особлива комісія, яку очолив професор Ф. Я. Мішуков. Художники і мистецтвознавці збирали ікони в Новгородській і Псковській губерніях. Після революції в Микільської церкви влаштували щось на зразок музею давньоруських ікон, але проіснував він недовго. У 1930-х роках церкву закрили та стали використовувати у господарських цілях.
У 90-х роках почалося відновлення церкви, її відремонтували, на тлі південнобережної зелені золотом засяяв великий купол, над ним встановили хрест з нержавіючої сталі. У 1992 році храм знову освячено в ім'я Миколи Чудотворця та великомучениці цариці Олександри, небесних покровителів царської сім'ї. Його парафіянами стають люди, які перебувають на лікуванні.
Кримський науково-дослідний інститут ім. І. М. Сєченова, на території якого тепер знаходиться Нікольський храм, надавав допомогу відроджується церкви: оплачував комунальні витрати, стежив за станом комунікацій.
При храмі відкрили недільну школу, в якій священики проводять бесіди з дітьми та підлітками. У 2002 році освячений печерний храм-крипта на честь Новомученніков і Сповідників Російських.