Une première chapelle dédiée à Saint-Nicolas aurait été fondée au cours de la première moitié du 11e siècle par le baron de Craon, Suhard l'Ancien. Elle est érigée en église collégiale quelques décennies plus tard, à la suite de la fondation d'un chapitre que l'abbé Angot situe entre 1078 et 1095. En 1116, la collégiale devient une dépendance de l'abbaye de la Roë. L'église est réédifiée ou restaurée et agrandie au début du XIIIe siècle et consacrée par Guillaume de Beaumont, évêque d'Angers, en 1216. Elle est agrandie d'un chœur éclairé par trois baies au 15e siècle, puis d'un bas-côté au nord au XVIe siècle.

Elle est érigée en église paroissiale en 1803. En 1843, le curé Auguste Langlois et la fabrique envisagent d'abord de remanier l'édifice : un premier projet de l'architecte angevin Edouard Moll prévoit la destruction du clocher et sa reconstruction au bas de la nef, la restauration de la façade principale et la construction d'un nouveau bas-côté formé de six chapelles au sud de la nef. Le 26 janvier 1845, le conseil municipal approuve la construction d'un nouveau clocher et de trois chapelles sur les six à l'emplacement du clocher détruit. Le projet est cependant rejeté par préfecture. La reconstruction de l'église est alors décidée. Edouard Moll fournit un nouveau projet, adopté par le conseil municipal en août 1846. L'église est réédifiée à quelques mètres de l'ancien emplacement, libérant ainsi un espace pour la nouvelle traversée du faubourg. Les travaux, commencés en 1847, sont interrompus en janvier 1852 faute de ressources. La ville vend l'église des Jacobins de la communauté des Bénédictines de Craon, contracte un nouvel emprunt et bénéficie d'une nouvelle aide de l'Etat pour achever le chantier. Les travaux sont terminés en 1855.