Дворцовая церковь Святителя Николая Чудотворца Церковь Мариинского дворца, освященная 17 января 1845 г. во имя св. Николая Чудотворца, находилась на четвертом этаже, в центральной части здания. Освещалась она через просветы в сводчатом потолке, который поддерживали четыре колонны с золочеными капителями. Дворцовую церковь украшал мраморный иконостас.
Интерьер храма продолжали отделывать и позже. Над проектом дароносицы работал французский архитектор Э. Виолле-ле-Дюк (Париж). В конце 1850-х гг. Мария Николаевна пожелала украсить стены и перекрытия придворного храма. Эскизы росписей выполнил вице-президент Академии художеств князь Г. Г. Гагарин, а художник М. Н. Трощинский расписал стены в манере старинной византийской живописи. Картины были выполнены на золотом фоне и имитировали мозаику.
Рядом с домовой церковью находилась маленькая молельня вел. княгини Марии Николаевны, выполненная в византийском стиле.
Оформление церкви не изменилось и после размещения во дворце в 1885 г. Государственного совета. После 1917 г. богуслужения в храме прекратились, иконостас был утрачен. В 1930-е гг. все росписи была зашпаклеваны и закрашены - в церкви был устроен кинозал.
В 1988 г. были завершены работы по реставрации храма под руководством О. К. Оде. В 1991 г. по инициативе группы депутатов Ленсовета, занимавшего Мариинский дворец, была зарегистрирована община Николо-Мариинской церкви, и возобновлены богослужения. В настоящее время в церкви проводятся службы по особому расписанию.