La construction de la cathédrale Saint-Nicolas de Sremski Karlovci a commencé en 1758 à l'instigation du métropolite de Karlovac Pavle Nenadović, selon des plans établis à Vienne, sur le site de l'ancienne église de l'époque turque. En 1760, la tour et la coupole ont été construites, selon le projet de Zaharij Orfelin, et l'église a été complètement achevée en 1762.
L'église cathédrale de Saint-Nicolas à Sremski Karlovci est l'un des temples les plus importants de l'Église orthodoxe serbe et a une importance religieuse énorme pour la Serbie.
Le temple a également une grande importance culturelle et historique. L'Institut pour la protection des monuments culturels de Voïvodine a classé l'église cathédrale comme un bien culturel d'une importance exceptionnelle, car en plus des fresques, des peintures de Paja Jovanović et d'autres objets religieux et artistiques de valeur, il y a aussi deux reliques - des parties des reliques du deuxième archevêque serbe, Saint Arsenij de Sremac, et l'icône miraculeuse de la Très Sainte Mère de Dieu de Bezdinska.