Всего несколько метров неширокого прохода отделяют палаты Аверкия Кириллова от церкви Святого Николая Чудотворца на Берсеневке. Храм – одно из чудес старой Москвы, благодаря которым она и по сей день зовется Златоглавой. Его сравнивают с расписной народной игрушкой, называют хрестоматийным образцом «дивного узорочья» XVII в. Поднятый на высокий подклет, он увенчан традиционной горкой кокошников, одной световой и четырьмя глухими главами. Шестая и седьмая главки возвышаются над боковыми приделами. Северный фасад украшает паперть с фигурным крыльцом. Декоративное убранство храма исключительно выразительно: аркатурно-колончатый «шнурованный» поясок на барабанах глав, угловые полуколонки, сказочного рисунка «корунные» наличники окон, многоцветные изразцы с двуглавыми орлами, подобные тем, что украшают палаты Аверкия Кириллова. К основному объему церкви примыкает не столь выразительная трапезная начала XIX в. Она выглядит чужеродным элементом композиции без возвышавшейся до 1930-х гг. перед ней 42-метровой колокольни, которая, словно мачта, осеняла церковный «корабль». Ныне колокола звонят со скромной деревянной звонницы в саду.

О том, когда здесь впервые появился храм, существуют лишь предположения. В летописи под 1475 г. сообщается: «…загореся за рекою на Москве близ церкви святаго Николы, зовомой Борисова, и погоре дворов много, и церковь та сгоре». Возможно, речь идет о деревянном храме «на Песку». Высказывается и версия, что именно здесь, «на Болоте», располагался Никольский монастырь, в котором томился митрополит Филипп, сведенный с кафедры за обличения жестокостей Ивана Грозного.

Первое определенное известие о храме относится к 1624 г. В Окладной книге он значится как «Великий чудотворец Никола за Берсеневою решеткой». Каменное здание церкви, дошедшее до наших дней, было выстроено в 1656–1657 гг. иждивением прихожан, а главным образом самого состоятельного и щедрого из них – Аверкия Кириллова. Он соединил храм переходом со своими обновленными палатами, пожертвовал ему землю под кладбище, несколько изб для причта и ценную утварь. Главный церковный престол был освящен во имя праздника Пресвятой Троицы. Никольским остался лишь придел. Тем не менее в обиходе храм по традиции именовали Николой на Берсеневке. Так же значился он на планах Москвы и в официальных документах.

Ктитор храма Аверкий Кириллов и его вдова упокоились под северным притвором церкви. При наследниках думного дьяка в 1694 г. был построен придел иконы Казанской Богоматери вместо Никольского. Тогда же ближе к берегу Москвы-реки возвели каменные Набережные палаты с надвратной колокольней, в которых разместились богадельня и причт. В 1695 г. для церковной звонницы мастер Иван Моторин отлил большой 1200-пудовый колокол. В XVIII в. храм несколько раз подновлялся. В 1755 г. был восстановлен Никольский придел, а в 1775 г. построена новая трапезная.

Когда в 1812 г. к Москве подступила армия Наполеона, драгоценную утварь храма надежно спрятали в тайнике. Грабители не добрались до нее. Однако сама церковь, иконостас, дома причта и прихожан пострадали от пожара. После освобождения Москвы только 5 сентября 1813 г. был заново освящен главный Троицкий престол. Через несколько лет в храме устроили придел Святого Феодосия Палестинского вместо придела Казанской Богоматери. Старую, давно обветшавшую надвратную звонницу в Набережных палатах пришлось разобрать. Трапезную переделали в стиле ампир. К ее западной стене в 1854 г. по проекту Н.В. Дмитриева была пристроена 42-метровая четырехъярусная колокольня с шатровым завершением в подражание древнерусским образцам. Она стала архитектурной доминантой всех Верхних Садовников на несколько десятилетий. В 1871 г. были заново возведены Набережные палаты – от XVII в. сохранилась лишь их центральная часть.