La reconstruction de l'église, confiée à l'architecte communal Eugène Bidard, commence en 1924 et s'achève en 1931, sur l'emplacement du précédent édifice. L'église n’a ainsi jamais été installée à proximité de l’hôtel de ville.
L'église est totalement détruite pendant la guerre. La destruction du clocher dès 1916, c'est à dire dès que le front se rapproche de Bapaume, n'est pas un acte de vandalisme mais une nécessité militaire car les clochers servent non seulement de point de mire pour ajuster les tirs d’obus mais également de postes d’observation et d’embuscade. La destruction des clochers est donc systématique dans la zone de front. La destruction de l'église elle-même, bien qu'elle ne réponde pas à une nécessité militaire, n'est cependant pas une exception : sur les 70 communes que compte le canton de Bapaume, 22 églises sont détruites, soit 1/3 des églises du canton… qui toutes jouxtent la zone de front ! A titre de comparaison, 243 des 950 églises du diocèse d’Arras ont été détruites.
Bapaume appartient à la « dernière vague » de reconstruction des églises : 25 églises étaient reconstruites en décembre 1924, 87 ont été achevées entre 1925 et 1927, 65 entre 1928 et 1930, et enfin 57 (dont 13 pour le canton de Bapaume) entre 1931 et 1934. Cette date marque la fin des reconstructions d’églises dans le diocèse d’Arras. Les délais de reconstruction de l'église sont conformes au délai moyen constaté dans tout le diocèse.
Bien que rebâtie pour partie sur les fondations de l'ancien édifice, l'église reconstruite n'est pas une reconstitution de la précédente. En effet, la procédure de classement Monuments Historiques engagée à la veille de la guerre n'ayant pas abouti, il n'y avait donc pas d'obligation de reconstruire à l'identique. La façade mêle ainsi éléments gothiques (baies en arcs brisés, remplage avec lancettes, rythme ternaire de la façade correspondant à la répartition intérieure de l'église, grand tympan ajouré au-dessus du portail d'entrée…) et éléments baroques flamands (rampants à volutes et étages du fronton de la façade et de celui marquant la rupture entre le chœur et l'abside). L'organisation de la façade en niveaux de plus en plus étroits, l'achèvement par une partie arrondie et les volutes des rampants rappellent fortement les églises Jésuites.
Quelques différences avec l'église précédente sont à noter : le clocher a désormais une couverture pyramidale et non une coupole, la chapelle dédiée à Notre-Dame-de-Pitié occupe désormais le bras du transept et n'est plus une chapelle doublant ce bras, mais surtout, les chapelles latérales n'ont qu'un seul niveau alors qu'elles en avaient deux, d'une hauteur identique à celle de la nef dans l'église gothique. Cela modifie fortement l'aspect de la façade qui réunit désormais dans un seul mur pignon la nef et les bas-côtés. L'église précédente présentait un mur pignon percé en son centre d'un portail en plein cintre surmonté d'un gâble et d'une baie en ogive avec des remplages en lancettes et mouchettes, qui était encadré de deux ailes plus basses couvertes d'une toiture à longs pans percées uniquement de grandes baies ogivales. Il faut enfin remarquer que, bien que présentant une apparence tout à fait classique, les fondations et la voûte de l'église sont en béton, matériaux modernes de la Reconstruction.
Bidard a également reconstruit les églises de Ligny-Tilloy, Beaulencourt et Villers-au-Flos. Ce sont de petites églises adaptées à la taille des villages où elles sont édifiées. On y retrouve cependant quelques traits communs avec celle de Bapaume : utilisation importante de la brique en maçonnerie et éléments de support en pierre (en particulier pour les rampants du fronton). Mais l'église Saint-Nicolas est la seule à présenter un clocher hors-oeuvre, un fronton à volutes débordant ou encore un tympan ajouré. Elle se démarque donc dans la production architecturale religieuse de Bidard.
On trouve également, autour de l'église, un orphelinat tenu par les sœurs des Servantes de Marie, le presbytère, la salle paroissiale (ancienne église provisoire) et le collège Saint-Jean-Baptiste. A partir de la Reconstruction, ces bâtiments constituent le seul ensemble religieux de la ville, les autres églises, chapelles et petites maisons religieuses (écoles ou hospices) n'ayant pas été reconstruites.
Photographe au service régional de l'Inventaire général du patrimoine culturel.