Mikołaja na obecną plebanię, Pumphuset przy Våghustorget oraz własny dom przy Nygatan 51. Pierwotny projekt kościoła został ukończony już w 1896 roku, ale plany w formie drukowanej ukazały się dopiero w 1903 roku. 6 listopada 1908 roku rozpoczęto prace budowlane a w czwartą niedzielę Adwentu 1912 roku kościół Olausa Petriego w Örebro został poświęcony. Niezwykłe w stylu kościoła Olausa Petriego jest to, że jego architektura nie jest związana z czasem jego budowy. Kjellström i Hägg zaprojektowali i zbudowali kościół na w stylu neogotyckim, właściwym dla XIX wieku. Pierwotne malowidła na sklepieniu wykonał w 1912 roku C. W. Pettersson.
W 1938 roku przeprowadzono pod kierunkiem Erika Fanta renowację świątyni w duchu panującego wówczas funkcjonalizmu; usunięto pierwotne malowidła ścienne (te obecnie istniejące są rekonstrukcją). W 1955 roku do północnego ramienia transeptu dobudowano według projektu Erika Fanta kaplicę modlitewną, zwaną kaplicą Mistrza Larsa (Mäster Larskapellet). Malowidła w prezbiterium wykonano według projektu Almqvista podczas renowacji świątyni przeprowadzonej pod kierunkiem Jerka Altona w latach 1986–1987;