Los documentos históricos afirman que la primera edificación se hizo en tiempos del rey Jaime I, que hizo donación del lugar a los dominicos que le acompañaban.
Fue erigida como parroquia hacia 1242. Se engloba, por tanto, en lo que se denominan las primeras doce parroquias cristianas de la ciudad de Valencia después de la Restauración de la Diócesis llevada a término bajo el rey Jaime I el año 1238.
La primitiva iglesia fue reformada a iniciativa del rector de la parroquia Alfonso de Borja (futuro obispo de Valencia y futuro papa Calixto III), en estilo gótico entre 1419 y 1455. En esta última fecha el templo es ampliado hacia los pies ocupando el lugar donde se encontraba el cementerio parroquial. También se construyó la bóveda gótica de crucería en la nave central.
Aunque la iglesia mantiene la titularidad de San Nicolás de Bari y San Pedro Mártir, la iglesia es popularmente conocida simplemente como de San Nicolás. El santo Nicolás fue obispo de Mira (Turquía), falleció hacia el 345 y se le conoce por el apelativo de Bari ya que sus restos fueron trasladados desde Mira a Bari (Italia) ante el avance musulmán sobre Turquía. San Pedro Mártir (* Verona 29-06-1205 † Como-Italia 06-04-1252) nació en Verona (Italia) de ahí que también se le conozca como San Pedro de Verona. Fraile y sacerdote dominico fue asesinado por una conjura hereje en 1252. Su asesinato se produjo con un golpe en la cabeza con un cuchillo de podar de ahí que se le represente con este instrumento en la cabeza.
Se trata de una iglesia de una sola nave de seis tramos, cinco capillas (seis a cada lado aunque dos de ellas están ocupadas por las puertas de entrada laterales), presbiterio poligonal orientado al este, al que le precede un tramo recto. La nave se cubre con bóveda de crucería simple. Tiene unas medidas de 41 metros de largo por 13 metros de ancho y 8,65 metros de altura hasta la cornisa. Tiene además una tercera puerta a los pies del templo. Detrás de la Capilla Mayor podemos encontrar la sala del trasagrario construida a expensas de Jacinto Sanz en 1664.
En 1676 las dos capillas laterales más próximas al presbiterio y que hoy forman el tramo recto previo a la Capilla Mayor, se remodelan y la del lado del evangelio se transforma en paso a la sacristía, mientras que la del lado de la epístola como bajada a la cripta. Los dos retablos formados por tablas del pintor Joan de Joanessituados en la actualidad junto al Retablo Mayor, proceden de estas dos capillas remodeladas.
Exterior
De su pasado gótico conserva la portada formada por arcos apuntados y sobremontado por un arco conopial. Construida en la segunda mitad del siglo XV con arquivoltas abocinadas que descansan en delgadas columnas exentas de decoración. Sobre la misma un rosetón. Bajo el vértice del arco conopial encontramos un curioso relieve, con un plato de carne, alusivo a un milagro de San Nicolás. La decoración escultórica de la portada se ha perdido con el paso del tiempo, aunque permanecen las bases donde debían ir colocadas.
El rosetón gótico fue realizado hacia 1455 a imagen y semejanza de la Estrella de David o sello de Salomón que podemos encontrar en la puerta de los Apóstoles de la Catedral de Valencia.
El milagro es totalmente apócrifo, lo recoge Jaume Roig y nos cuenta que yendo San Nicolás de viaje, paró en una venta para cenar, el tabernero le sirvió un plato de carne, pero al ir a bendecir el plato se dio cuenta que la carne que le habían puesto era carne humana. El santo denunció al tabernero y en sus bodegas fueron encontrados los restos despedazados de tres adolescentes, que a la orden del santo resucitaron milagrosamente. Al santo en ocasiones se le representa con un caldero del que salen los tres niños resucitados.
En el tímpano de la puerta encontramos un relieve en estuco de tradición barroca, con la Virgen y el Niño entre nubes rodeados por un grupo de cabezas de ángeles con alas.
A la derecha de esta portada hay una capilla exterior cerrada con una verja que se llama del fossar porque en este lugar estaba antes el cementerio parroquial. En su interior encontramos un panel de cerámica representando la crucifixión y a sus pies San Juan y la Virgen María. La capilla se cubre al exterior con un tejado con la parte interior de madera y pintado con los elementos de la pasión de Cristo y en el centro las letras IHS (monograma de Cristo). En el muro de la izquierda de la capilla un panel cerámico pintado en tonalidades verdes que dice traducido del valenciano lo siguiente: "En el año 1962 de la Natividad de Nuestro Señor, gobernando en la ciudad el doctor Adolfo Rincón de Arellano y estando presente el teniente de alcalde Arturo Zabala, el excelentísimo Ayuntamiento de Valencia restauró bajo la dirección del artista Jaume de Scals la presente capilla del Santísimo Cristo del Fossar". Encima del mismo tres azulejos de las mismas características en forma de escudos. Todo el conjunto cerámico es obra de Jaume de Scals.
La otra puerta, que da a la plaza de San Nicolás, es una recreación neogótica de 1864 realizada por Timoteo Calvo Ibarra (1799-1879), al igual que la fachada donde se enmarca.
A la izquierda de la portada recayente a la plaza de San Nicolás, encontramos un panel de azulejos colocado por la Asociación de San Vicente del TrosAlt en Abril de 1957 que dice: "De esta parroquia de San Nicolás fue rector Alfonso de Borja, Calixto III quien canonizó a San Vicente Ferrer el 29 de junio de 1455 cumpliéndose así la profecía del santo". En el centro del panel vemos las dos escenas principales de la historia: a la izquierda San Vicente Ferrer realizando la profecía a Alfonso de Borja todavía niño en la cual le profetiza que alcanzaría el papado y que él lo haría santo y a la derecha al mismo Alfonso de Borja ya papa Calixto III decretando la canonización de San Vicente Ferrer tal y como le había anunciado años atrás.
También es obra suya el pasadizo que recae a la calle Caballeros y que permite la entrada al templo por el lado contrario.
El campanario situado a los pies de la iglesia en el ángulo sur-oeste, dispone de tres cuerpos: el primero construido en sillería alcanza la altura del tejado de la iglesia y se corresponde con la antigua estructura gótica. Los dos cuerpos restantes fueron realizados entre 1658 y 1755 en ladrillo. El tercer cuerpo aloja las campanas. El cupulino o remate del campanario se terminó en 1757. El campanario a falta del remate final se terminó en 1755 para conmemorar el tercer centenario de la canonización de San Vicente Ferrer.
Las campanas desaparecieron durante la Guerra Civil a excepción de la conocida como Vicent. El nombre de sus campanas en la actualidad son: El Vicent (1755), El Colau (1947), Triple (1947), Pere la gran (1948) y El Miquel (1976). El campanario fue restaurado en el año 2007. En el primer cuerpo del campanario se puede leer una lápida en piedra que dice en latín: Expensis Hieronimi Fer/ rermercatoris et pav / l saeescorigvelacony / vgvmturrishecextr / vctaestanno 1658. "A expensas de Jerónimo Ferrer comerciante y de Paula Escorihuela conyuges levantaron esta torre en el año 1658".
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