Холм, на котором расположено Братское кладбище, венчает величественный пирамидальный храм Святого Николая - общий памятник павшим воинам, защищавшим Севастополь. Предложения о его строительстве появились сразу после окончания Крымской войны. В сентябре 1856 года Александр II дал разрешение на сооружение храма на добровольные пожертвования. Проект храма первоначально разработал придворный архитектор А.И. Штакеншнейдер, взяв за основу форму египетских пирамид - символ вечности и покоя, обладающих огромной эмоциональной силой воздействия и как бы являющихся продолжением жизни человеческой души.

Проект храма доработал архитектор А.А. Авдеев: пирамида стала выше, так как в её верхней части он разместил звонницу, крест стал более массивным, в стенах появились узкие окна с сандриками. Пятого сентября 1857 года освятили и заложили первые камни храма во имя Святого Николая Чудотворца, положив под закладные блоки медали: «За защиту Севастополя» и «В память войны 1853-1856 гг.».

Возведение храма растянулось на долгих тринадцать лет, освящён он только в 1870 году. Высота пирамиды 27 метров. Её основанием служит высокий цоколь 20,5x20,5 метра, сложенный из квадров крымбальского известняка, прочеканенных свинцом, отлитым из пуль, собранных на местах сражений. Законченность пирамиде придаёт навершие - массивный четырёхконечный диоритовый крест высотой 6,8 метра. На наружных гранях пирамиды вмонтированы плиты из тёмного гранита с перечислением воинских соединений, принимавших участие в обороне, временем пребывания в осаждённом Севастополе и понесённых потерь.

Внутри пирамиды устроен крестовокупольный храм византийского стиля. В нижней части храма вмонтированы 38 серых мраморных досок. На них нанесены имена 943 погибших и умерших от ран генералов, адмиралов, штаб- и обер-офицеров. Они представляют как бы открытую поминальную книгу, по которой каждый может молитвенно помянуть имена тех, кто отдал свою жизнь, отстаивая Севастополь.

В годы второй мировой войны храм сильно пострадал, была разрушена его верхняя часть, крест при падении раскололся. Получили повреждения мемориальные доски, мозаичная живопись. Восстановительные работы завершились в 1971 году, а реставрация храма-памятника продолжается по сей день. 19 декабря 1988 года, в день Святого Николая Чудотворца, храм был освящён, и после шестидесятилетнего перерыва в нём провели службу.

В 1994 году храм передали православной общине. Над центральным порталом вновь засиял лик Христа Спасителя, выполненный в реставрационном центре Загреба. В храм пришли мощи Св. Климента, Преподобного Сергия Радонежского, Николая Угодника, Георгия Победоносца, Андрея Первозванного, святых - преподобных отцов Киево-Печерской лавры...