La Chiesa di S. Nicola è attestata dal 1097, come dipendenza del Monastero di S. Michele della Verruca. La tradizione erudita, forse non priva di fondamento, vuole che fosse fondata dal marchese Ugo di Tuscia alla fine del X secolo, in un’area fortemente connotata dalla presenza di edifici di proprietà dei Marchesi.
Il primo ordine della facciata contiene elementi tipici dello stile buschetiano (XI secolo): gli archi ciechi sostenuti da lesene a cornice dei portali, l’alternanza di losanghe e oculi, i rivestimenti in marmo a fasce bianche e nere, un chiaro esempio di romanico-pisano. Ignota la soluzione prevista per il secondo ordine, così come la datazione della parte in laterizi, forse risalente al XVI secolo. Dal 1296 il complesso fu di proprietà degli Agostiniani, fautori di ampliamenti fino al 1313 (forse ad opera di Giovanni Pisano sul lato est). Ulteriori lavori proseguirono per tutto il XIV secolo.
E' sicuramente il più caratteristico della città, dopo la Torre Pendente.
Risale alla seconda metà del XII secolo ed è attribuito a Fibonacci: il mosaico sulla facciata della chiesa rappresenta la sezione del campanile, costruito secondo le proporzioni geometriche della famosa Sequenza, frutto degli studi del matematico pisano.
Anche questo campanile è leggermente inclinato e interrato rispetto al piano stradale di circa 150 centimetri. Caratterizzato da un curioso gioco policromo generato dal colore delle pietre (bianche, marroni, di varie tonalità di grigio) utilizzate per la sua costruzione, è cinto da arcate cieche che includono un primo ordine cilindrico e un secondo ottagonale e culmina con una cella campanaria esagonale.
Il campanile è di attribuzione incerta: i critici ritengono che sia stato edificato sotto le direttive di Nicola Pisano (se i lavori sono stati iniziati nel XIII secolo) o di Diotisalvi se il campanile è stato costruito ancora prima (nel XII secolo).
L’interno del campanile ha una scala a chiocciola basata su un ettagono (da qui l'attribuzione a Fibonacci) e aperta da un loggiato verso l’ampio pozzo centrale. In esso le gallerie esterne della torre pendente, sovrapposte su piani orizzontali distinti, vengono trasferite all'interno conseguendo una suggestiva immagine unitaria e dinamica di ascesa, secondo l'iconografia della Torre di Babele. Secondo il Vasari questo audace abbinamento ha costituito la fonte di ispirazione per il Bramante (nel realizzare la Scala del Belvedere in Vaticano) e per Antonio da San Gallo il Giovane (nel progettare il Pozzo di San Patrizio a Orvieto).
Interno
A partire dal 1572 vengono costruite le otto cappelle e la volta; la cappella del SS. Sacramento è opera di Matteo Nigetti (1614). Nella quarta cappella a sinistra c’è una splendida statua lignea, Madonna con bambino attribuita a Nino Pisano (XII sec.). Nella cappella di fronte, la quarta a destra, è collocata un’icona di autore ignoto, battezzata S. Nicola da Tolentino e una veduta di Pisa (o San Nicola da Tolentino salva Pisa dalla peste) che riporta la più antica veduta di Pisa (XV sec.). Vi sono inoltre conservati i dipinti Madonna con Bambino di Francesco Traini (XIV secolo), l'Annunciata di Francesco Valdambrino (XIV sec.). Nascosto, sull’altare posto a sinistra di quello maggiore si trova il Crocefisso di legno, recentemente restaurato, realizzato da Giovanni Pisano (XIV sec.).Il campanile
L’interno del campanile ha una scala a chiocciola basata su un ettagono (da qui l'attribuzione a Fibonacci) e aperta da un loggiato verso l’ampio pozzo centrale. In esso le gallerie esterne della torre pendente, sovrapposte su piani orizzontali distinti, vengono trasferite all'interno conseguendo una suggestiva immagine unitaria e dinamica di ascesa, secondo l'iconografia della Torre di Babele. Secondo il Vasari questo audace abbinamento ha costituito la fonte di ispirazione per il Bramante (nel realizzare la Scala del Belvedere in Vaticano) e per Antonio da San Gallo il Giovane (nel progettare il Pozzo di San Patrizio a Orvieto).