Строительство собора велось по проекту Карла Людвига Энгеля в 1830—1852 годах, параллельно со строительством в Петербурге Исаакиевского собора, с которым Хельсинкский имеет много общего. Храм был торжественно открыт 15 февраля 1852 года. Собор посвящён святому Николаю — небесному покровителю царствующего императора Николая I, и получил название церковь Св. Николая. Император Николай II повелел украсить храм выплавленными из цинка скульптурными изображениями апостолов. После обретения Финляндией независимости в 1917 году храм получил название Сууркиркко (фин. Suurkirkko, Большая церковь). В 1952 году, в один год с Олимпиадой в Хельсинки, отмечался 100-летний юбилей храма. В 1959 году был образован диоцез Хельсинки, после чего храм стал называться Хельсинкским собором.