À l’origine simple chapelle, dépendant de l’abbaye Saint-Martin des champs (aujourd’hui, Musée des Arts et Métiers), l’église Saint-Nicolas fut érigée en paroisse dès 1184. Sa construction de style gothique flamboyant, s’échelonne sur les XIIe, XVe et XVIIe siècles.

La vie du quartier fut marquée par le renouveau spirituel du XVIIe siècle. C’est dans cette église qu’en 1623 sainte Louise de Marillac fit une expérience spirituelle profonde qui l’éclaira sur sa vocation. Guidée par saint Vincent de Paul, elle fonda ensuite les Filles de la Charité. Après la Révolution, en 1793, la paroisse fut fermée et devint « Temple de l’hymen et de la fidélité ». Elle sera rendue au culte en 1802 et restaurée. Son architecture et les nombreuses œuvres d’art qu’elle conserve témoignent de la foi de ceux qui nous ont précédés.

L’église Saint-Nicolas-du-Chardonnet, à l’origine, s’élève sur l’ancien clos du Chardonnet ainsi nommé parce qu’à cet endroit le chardon (utilisé pour le cardage des draps) y était cultivé en abondance. Ce terrain appartenait au XIIIe siècle à l’Abbaye de Saint-Victor dont le vaste territoire s’étendait du Jardin des Plantes à la Place Maubert.
Une église fut batie et comme la plupart des paroissiens appartenaient au commerce de la batellerie, elle fut placée sous l’invocation de Saint-Nicolas, patron (entre autres) des mariniers.

Cette église primitive dura jusqu’au milieu du XVIIe siècle, mais elle y parvint dans un état déplorable. Il était nécessaire de la remplacer rapidement. Le 15 août 1667, Monseigneur de Perefixe, archevêque de Paris, bénit la première pierre et fait la dédicace du monument. De 1707 à 1716, on démolit la nef et le bas-côté sud de la vieille église et on enlève les trois dernières travées de l’actuelle nef ainsi que la chapelle du Saint-Sacrement. Le gros œuvre est considéré comme achevé. Le 4 décembre 1768, Mgr Christophe de Beaumont, archevêque de Paris, consacre le maître-autel mais refuse de consacrer l’église considérant que sans façade, l’édifice est inachevé. Le portail principal dont la construction avait été reportée tant de fois fut construit de 1932 à 1937.