Die zum Kloster dazugehörige, unmittelbar angrenzende Klosterkirche St. Nikolai – ein frühgotischer Backsteinbau (vor der Reformation „Zum Heiligen Kreuz“) hat eine dreischiffige Halle von sechs Jochen mit blendengegliederten Giebeln und einjochigem Chor.

Ab 1275 errichtet, wurde sie 1343 fertiggestellt und schlussgeweiht. Der im Chor befindliche Altaraufsatz stammt aus dem Jahre 1609. Er ist reich gegliedert und sehr kunstvoll gestaltet. Das Gotteshaus diente ab 1716 auch als Garnisonkirche für das Infanterieregiment Nr. 12.

1976 trat in dieser Kirche der bekannte Liedermacher Wolf Biermann auf. Es war dessen letzter Auftritt in der DDR vor der Ausbürgerung. Nach der Wende spielte er noch zweimal, 1991 und 2016, in St. Nikolai.

Die Kirche gehört zum Ensemble des Dominikanerklosters.