Parafia św. Mikołaja w Chrzanowie po raz pierwszy wymieniana jest w wykazie dziesięciny papieskiej z lat 1325-1327. Pierwszym proboszczem znanym z imienia jest Bartłomiej, z którym współpracowali księża Janisław oraz Idzi. Trudno cokolwiek powiedzieć na temat, w jakim kościele prowadzili duszpasterstwo w XII i XIII wieku. Prawdopodobnie był to budynek drewniany.
Pierwsze wzmianki o kościele w Chrzanowie spotykamy w okresie jagiellońskim. Ks. Jan Długosz (1415 – 1480) w księdze uposażeń kościelnych napisał, że „Chrzanów miasto ma kościół murowany”. Nie przekazał jednak wiadomości, kiedy i przez kogo kościół ten został wzniesiony. Z dokumentów Wojewódzkiego Archiwum Państwowego w Krakowie dowiadujemy się, że w 1429 r. Mikołaj Rot murarz krakowski odbiera zapłatę 48 grzywien i 1 wiardunkę za budowę kościoła parafialnego pod wezwaniem św. Mikołaja. Wysokość otrzymanego wynagrodzenia wskazuje na rozległy zakres prowadzonych robót. Niedługo potem, bo w 1446 r. kościół ten, do którego przylegał zapewne cmentarz, został otoczony murem. Plebanem w Chrzanowie był wówczas Jan, którego wymienia dokument z 1443 r. Istnienie murowanego kościoła parafialnego pod wezwaniem św. Mikołaja w Chrzanowie potwierdzają też dane z lat następnych 1470-1480. Wiele więc wskazuje na to, że dzisiejsze prezbiterium kościoła św. Mikołaja biskupa jest najstarszą budowlą w Chrzanowie.
W następnych stuleciach świątynia chrzanowska dzieliła losy społeczeństwa. Kościół palił się trzykrotnie. 1646, 1726 i 1748 r. Przy renowacji (2002 r.) kaplicy św. Stanisława biskupa odnaleziono wyraźne ślady spalenizny w murze pomiędzy kaplicą i zakrystią. Miasto się rozwijało i na początku XX w. zaistniała konieczność poszerzenia wnętrza lub budowy drugiego kościoła w Chrzanowie. Wybrano pierwszą wersję. Projekt opracował inż. Stanisław Oszacki. Rozbudowę kościoła przeprowadzono w latach 1912 -1914, gdy proboszczem był ks. Jakub Kamieński. Świątynię konsekrował książę biskup Adam Stefan Sapieha dnia 24 V11921 r. Do kościoła chrzanowskiego przylega kaplica św. Stanisława biskupa krakowskiego, fundowana w 1641 r. przez kasztelana bieckiego Andrzeja Samuela Dębińskiego, senatora Rzeczpospolitej. Epitafium umieszczone w kaplicy nad drzwiami głosi zasługi stuletniego ofiarodawcy.
W prezbiterium znajduje się ołtarz główny z 1882 r., dedykowany patronowi kościoła, według projektu inż. Franciszka Urbańczyka. Ołtarz został zbudowany na zlecenie ks. Władysława Głębockiego (proboszcza w Chrzanowie w latach 1881 -1907). W ołtarzu umieszczono barokowe figury pochodzące z kościoła Mariackiego w Krakowie: św. Joachima, św. Anny, króla Dawida i czterech aniołów. Obraz św. Mikołaja w głównym ołtarzu, jak również św. Stanisława w kaplicy bocznej, malował Michał Stachowicz (1768 -1825). Obraz św. Stanisława został umieszczony prawdopodobnie w 1824 r., kiedy z Czernej sprowadzono ołtarz z czarnego marmuru. Badania wskazują, że wyrzeźbiono go dla kościoła w Czernej około 1600 r.
Ze starych i cennych przedmiotów w kościele św. Mikołaja na szczególną uwagę zasługuje duży świecznik spiżowy, wczesno-renesansowy, wykonany w 1534 r. przez Hansa Fischera w Norymberdze i barokowa chrzcielnica z 1648 r. Lichtarz reprezentował miasto Chrzanów na wystawie tysiąclecia sztuki religijnej w Krakowie w 2000 r. Na bocznym filarze umieszczona jest mała mozaika przedstawiająca Matkę Bożą z Dzieciątkiem. Jest to dar Henryka Loewenfelda, który miał ją (ex dono) od papieża Leona XIII.
Pod konie XX w. kościół św. Mikołaja potrzebował pilnie renowacji. Prace rozpoczęto od zmiany pokrycia dachowego, przy czym został zachowany ten sam kształt ceramicznej dachówki (RuppCeramik). Prace wykonali (2000 r.) pracownicy brygady Jan Włocha z Odporyszowa. Z czasu odnowy skorzystała także dzwonnica, łącząca plac kościelny z Rynkiem chrzanowskim. Od strony zewnętrznej oczyszczono i zakonserwowano ściany kościoła. Następnie w 2002 r. odnowiona została kaplica św. Stanisława (artysta konserwator dzieł sztuki mgr Wiesława Stefańska z Krakowa). Po wymianie instalacji elektrycznej (firma Ryszarda Kamińskiego z Chrzanowa) i wprowadzeniu nowego systemu ogrzewczo-wentylacyjnego, można było przystąpić w 2003 r. do odnowy i konserwacji prezbiterium i ołtarza głównego (pracownicy Muzeum Archidiecezjalnego z Krakowa). Ołtarz uzyskał pierwotne piękno. W 2004 r. odnowiony został i zakonserwowany ołtarz Matki Bożej Częstochowskiej pod nadzorem art. pl. konserwatora mgr Janiny Wojtyniak-Strużyńskiej z Krakowa. Przywrócony został pierwotny koloryt dzieła. Wspomniane powyżej prace prowadził ks. proboszcz Stefan Misiniec.
W 2005 r. nowym proboszczem został ks. Roman Sławeński. W tym też roku dokończone zostało malowanie nawy głównej kościoła według projektu wcześniej już przygotowanego (prace związane z wykonaniem polichromii wykonały pp. Katarzyna Dobrzańska i Aleksandra Grochal z Krakowa, natomiast prace malarskie wykonał p. Stanisław Król, mieszkaniec parafii św. Mikołaja). W listopadzie tegoż roku powrócił odnowiony boczny ołtarz św. Józefa i św. Anny (prace wykonała firma SIMA p. Krystyna Kozieła z Tyńca). Bank Spółdzielczy w Chrzanowie w 2006 r. sfinansował odnowienie centralnego żyrandola, który w okresie międzywojennym ufundowała poprzedniczka banku to jest Kasa Pożyczkowa w Chrzanowie. W 2007 r. wykonano konserwację ołtarza św. Antoniego oraz ostatniej części kościoła, to jest chóru i filarów i przedsionka. W kościele pojawiły się także herby Gminy Chrzanów i Powiatu Chrzanowskiego. Na szczególną uwagę zasługuje obraz Miłosierdzia Bożego wykonany przez malarza Janusza Antosza – obraz ten umieszczone tuż przy prezbiterium szybko znalazł swoje miejsce w pobożności osób modlących się w chrzanowskim kościele. W roku 2008 odnowiona została przez pracownię konserwatorską Muzeum Archidiecezjalnego grupa ukrzyżowania z przełomu XVII i XVIII w. i umieszczona znów w łuku tęczowym kościoła na belce z napisem Spe salvi facti sumus (w nadziei już jesteśmy zbawieni) dla upamiętnienia encykliki Benedykta XVI Spe salvi.
