L’abitato di Vernante sorge su un insediamento di epoca romana e la prima menzione risale al 1041 quando viene citato con il nome di Alvergandus. Non si hanno però testimonianze della presenza di una chiesa prima del Mille perché le scorrerie saracene misero a soqquadro la valle. Il primo documento che la cita è un diploma imperiale del 1041 in cui si conferma la dipendenza delle chiese della valle Vermenagna da Asti tramite l’Abbazia di Pedona.
La visita pastorale del 1583 di Mons. Scarampi la descrive a tre navate, sorrette da colonne in pietra, le cappelle di sant’Antonio e san Bernardo affrescate e con un grande crocefisso che pendeva dalla volta davanti al presbiterio.
Della chiesa antica resta solo parte del campanile, che conserva ancora il paramento in pietra e le bifore. Tra il 1649 e il 1655 la chiesa venne completamente rinnovata, cambiandone l’orientamento e dotandola di un nuovo coro. Le visite pastorali del Settecento descrivono la chiesa con otto altari oltre a quello maggiore e lodano l’altare del Rosario con una ancona decorata con i misteri e le statue di san Domenico e santa Rosa.
Nel 1851 l’architetto Antonio Bono presentò un progetto di ampliamento della chiesa che tuttavia non ebbe seguito. Importanti lavori vennero svolti tra fine dell’Ottocento e inizio Novecento, tra cui la realizzazione della cupola sopra l’altar maggiore e la decorazione interna che fu affidata al pittore Bartolomeo Giorgis per terminare nel 1902 con il completamento della facciata.
A fine anni Settanta del Novecento la chiesa assume la fisionomia attuale: vengono riportate a vista le pile in pietra e viene sistemato il presbiterio.
La facciata, a filo strada, presenta una ricca decorazione affrescata, realizzata nel 1902 dal Giorgis e restaurata nel 1990. In alto, nel timpano è raffigurato il Padre Eterno, nel riquadro centrale san Nicolao e ai lati due raffigurazioni a monocromo che ritraggono san Michele e san Giuseppe. Nella parte bassa ai lati del portale compaiono Il Sacro Cuore di Gesù e il Sacro Cuore di Maria; nelle parti più esterne santa Teresa d’Avila e santa Giovanna.
L’interno è suddiviso in tre navate dalle colonne in pietra grigia. Di notevole interesse sono le cappelle: della Madonna del Rosario che conserva un’ancona del 1660 circa con una nicchia che contiene la statua della Madonna con Gesù Bambino e quadri laterali con i misteri del Rosario, della Madonna del Carmine la cui ancona, della metà del 600 con una nicchia e statua della Madonna col Bambino che offrono l’abitino del Carmelo.
La chiesa conserva ancora oggi i resti di quello che doveva essere uno degli altari più ricchi ed imponenti della vallata: l’ancona della cappella di san Rocco. Essa fu costruita su progetto di Giovenale Boetto nel 1668 e l’opera è più volte ricordata tra le bellezze del paese. Il dipinto centrale, che si trova oggi nella cappella sul lato destro del presbiterio, e la cimasa situata nella cappella laterale del fonte battesimale, furono realizzati nel 1671 dal pittore di Triora Lorenzo Gastaldi che vi raffigurò la Madonna con il Bambino tra i santi Antonio Abate, Rocco e Magno e la Sindone tra i santi Giovanni e Paolo.
L’altare maggiore fu realizzato nel 1856 e nella cupola soprastante è affrescata la gloria di san Nicolao e gli evangelisti nei pennacchi.
Nel 1892 B. Giorgis dipinse il ciclo di immagini che comprende una serie di tondi con busti di Apostoli, santi e sante tra cui nel riquadro maggiore campeggia san Nicolao.