Wnętrze thumb|Wewnętrzna strona kopuły Projekt wystroju wnętrza kościoła św. Mikołaja, podobnie jak projekt jego form zewnętrznych jest dziełem Karla Friedricha Schinkla. Wnętrze ma ogółem 52 m wysokości. Na przestrzeni lat dokonywano w nim różnych działań poprawiających akustykę, która stanowiła problem od początku istnienia świątyni. W 1912 roku przeprowadzono renowację, w ramach której zastąpiono namalowane na sufitach kasetony rzeczywistymi kasetonami na sklepionych łukach, wykonanymi przez rzeźbiarza Ottona Lessinga.
Na ścianach świątyni są obecne malowidła autorstwa Petera von Corneliusa, przedstawiające postacie z Nowego Testamentu. Wewnętrzną stronę kopuły zdobią z kolei posągi postaci ze Starego Testamentu, które wykonali Christian Friedrich Tieck, Bernhard Afinger, August Kiss, August Wittig i inni uczniowie Christiana Daniela Raucha.