W 1452 w kościele zawieszono pierwszy dzwon, Osanna, który służył nie tylko potrzebom religijnym ale też ostrzegał w wypadku zagrożenia pożarem. Dzwon został ozdobiony wizerunkami ukrzyżowanego Chrystusa, czterech ewangelistów, św. Marcina oraz patrona kościoła, św. Mikołaja. Wysoka na 75 m wieża kościelna pełniła aż do 1916 rolę wieży strażackiej.
W 1507 podjęto przebudowę kościoła pozostawiając jedynie wschodnią część prezbiterium i fragment zachodni. W efekcie prac prowadzonych w latach 1513–1526 pod kierunkiem B. Eisenberga powstał późnogotycki kościół halowy. W 1525 biskup Merseburga, któremu podlegała parafia Lipsku, poświęcił kościół. Był to wówczas czas reformacji. W 1519 w kościele św. Mikołaja odbyła się dyskusja Marcina Lutra z konserwatywnym teologiem i obrońcą tradycyjnego katolicyzmu Janem Mayerem von Eckiem. W efekcie tej i następnych dyskusji cały region Lipska opowiedział się za nauką Lutra.
Od 25 maja 1539, dzięki kazaniom wygłoszonym przez Justusa Jonasa i Marcina Lutra, w Lipsku zapanowała reformacja a w kościele zaczęto odprawiać nabożeństwa w nowym obrządku. Kościół stał się z tego powodu siedzibą pierwszego superintendenta miasta, Johanna Pfeffingera.