D’aquesta església, de la qual es desconeix el lloc on estigué situada, han pervingut fins al present escasses referències documentals. Una de les primeres mencions data de l’any 1091, en una escriptura segons la qual els comtes Ermengol IV d’Urgell i la seva esposa Adelaida concedirien a la canònica de Sant Pere de Ponts la millor mesquita de Balaguer, un cop aquesta ciutat fos conquerida als andalusins; al peu d’aquest document, al costat de les signatures dels comtes, anys després llur nét Ermengol VI hi estampà la confirmació d’aquesta donació feta pels seus avis, tot ratificant-li els béns de l’església de Sant Nicolau, construïda dins de Balaguer. D’aquest afegitó al document del 1091 es desprèn que la mesquita fou convertida, després de la conquesta definitiva de la ciutat el 1105, en l’església de Sant Nicolau.
Una altra referència es troba en el testament d’Ermengol Guitard de Meià, ardiaca de la seu barcelonina, datat l’any 1110. En ell llegà a favor de la canònica de Barcelona una almúnia amb les seves dependències, situada al terme de la ciutat de Balaguer, que li havia donat el rei Alfons I d’Aragó, i unes cases que li havia cedit el comte Pedro Ansúrez a la ciutat de Balaguer “iuxta ecclesiam Sancti Nicholai”.