Прямоугольная проезжая Никольская башня расположена в изгибе "трубы" Зеленского съезда. Свое название она получила от церкви Николая-чудотворца, находившейся в районе современного здания гостиницы "Москва".
По своему положению в линии стен Никольская башня играла роль основного узла обороны, но уступала по значению Дмитриевской и не имела предмостного укрепления. Благодаря отсутствию позднейшей подсыпки грунта и проведенной реставрации внешний вид и пропорции башни в основном соответствуют первоначальному облику. В ходе реставрационных работ на главном фасаде Никольской башни восстановлены проезжие ворота, прежде оборудованные подъёмным мостом через ров, проходивший несколько ближе современной "трубы" Зеленского съезда. Высота ворот проезда над современным горизонтом соответствует первоначальной. До починки 1837 г. вся нижняя часть башни имела белокаменную облицовку.
В XVII - XIX столетии башня использовалась как складское помещение и получила значительную внутреннюю переделку. В ходе реставрационных работ 1959-62 гг. фасады Никольской башни и все внутренние помещения полностью восстановлены в первоначальном виде (за исключением белокаменной облицовки фасадов). В это же время на башня восстановлена шатровая кровля, которую венчает дозорная башенка-вышка. Высота башни (до вершины вышки) - 30 м.
Примыкающее к Никольской башне прясло в сторону Коромысловой башни имеет длину 132 м. Его наружная облицовка до высоты полувала выложена из крупных белокаменных, отёсанных с пяти сторон блоков. Эта облицовка сохранена в ходе реставрационных работ. Высота прясла примерно соответствует первоначальной.