Comme beaucoup de cathédrales russes, St-Nicolas-des-Marins comporte deux églises : une partie basse, destinée aux offices quotidiens, et une partie haute qui accueille les événements festifs et les messes du week-end. Cette dernière exhibe un décor opulent, dans le style baroque en vogue au milieu du 18e s. lorsqu'elle fut construite à la demande de l'impératrice Élisabeth. Elle fut consacrée à saint Nicolas, le patron des marins, qui vivaient nombreux dans le quartier.