1209 wird die Kirche erstmals urkundlich erwähnt. Verlässliche Daten zur Baugeschichte des schlichten Saalbaus mit eingezogenem dreiseitig geschlossenem Chor und sechsgeschossigem Turm an der Chornordseite fehlen. In den Jahren 1607/08 wurde mehrmals beim Geistlichen Rat in München über einen neuen Kirchturm in Herrsching (es fehlt jeweils die exakte Angabe des Gotteshauses) verhandelt. Der 1607 genehmigte Bau stürzte kurz nach der Errichtung ein und musste erneut beantragt werden. Bei diesem Kirchturmneubau könnte es sich um den Turm der Nikolauskirche handeln. 1803 konnte durch Initiative der Gemeinde der drohende Abbruch der Kirche verhindert werden. Mit der Errichtung einer selbstständigen Pfarrei in Herrsching 1922 und angesichts der wachsenden Einwohnerzahl wurde ein Erweiterungsbau der Kirche beschlossen. Der oktogonale Anbau, der das Kirchenschiff nach Westen hin erweiterte, wurde am 1. Oktober 1927 eingeweiht. Baumeister war Max Rehm (1879-1948). Im Zuge des Neubauprojekts der Pfarrkirche (Grundsteinlegung 1988) wurde die alte St. Nikolauskirche auf ihre ursprüngliche Form ohne den oktogonalen Anbau aus den zwanziger Jahren (Abriss 1989) zurückgeführt.
Das Innere der Kirche ist im Ursprung wohl um 1700 barockisiert worden, erscheint durch mehrere Renovierungen im 19. und frühen 20. Jh. jedoch stark erneuert. Der schmucklose Saal von drei Fensterachsen wird von einem flachen Tonnengewölbe überfangen. Das längsovale Vierpassfeld in dessen Mitte zeigt in Seccomalerei eine Darstellung der Krönung Mariens von Gregor Hurst, München, um 1930. Der dreiseitig geschlossene Chorraum von zwei Achsen ist mit einem Stichkappengewölbe versehen. Im Scheitel des Gewölbes befindet sich ein achtzackiges Chorfresko (Erstfassung wohl um 1700) mit Engeln, die ein auf Wolken schwebendes Ostensorium verherrlichen.
Das Doppelsäulenretabel (nach 1700) des Choraltars zeigt im Zentrum den Kirchenpatron Nikolaus, der am Ammersee (neben Herrsching vor allem in Andechs und Etterschlag) als Schutzherr der Schiffahrt und der Fischer sowie als Retter aus Wassernot verehrt wird. Vor einer Strahlenglorie, umgeben von bewegten Putten, kniet der bärtige Heilige im Bischofsgewand auf einer Wolke, die von einem Putto emporgetragen wird. Seine Attribute – Bischofsstab und Evangelienbuch, auf dem drei goldene Kugeln liegen – werden von zwei Putten links und rechts von ihm gehalten. Die drei Kugeln, die drei Goldklumpen darstellen, verweisen auf die Legende, wonach der hl. Nikolaus drei Töchter eines verarmten Edelmannes dadurch vor Schande bewahrte, dass er ihnen in drei Nächten das als Ausstattung zu einer standesgemäßen Heirat erforderliche Geld zum Fenster hineinwarf. Auf den seitlich auskragenden Konsolen stehen die beiden Apostel Petrus (links) und Paulus (rechts). Die im Retabel-Auszug untergebrachte Gruppe der Marienkrönung wird von zwei auf den äußeren Volutengiebeln sitzenden anbetenden Engeln gerahmt. Den Tabernakel krönt ein Pelikan, der mit dem Schnabel seine Brust öffnet, um mit dem herabfließenden Blut seine Jungen zu nähren – ein Symbol für Christi Todesopfer und Auferstehung. Die beiden links und rechts am Tabernakel angebrachten Putten halten Schilde mit der Aufschrift „Ecce panis angelorum“ und „factus ci bus viatorum“ („Sieh‘, das Brot, der Engel Gabe, wird den Pilgern hier zur Labe“). Die qualitätvollen Figuren des Hochaltars werden der Werkstatt des Landsberger Bildhauers Johann Luidl (1686-1765) zugeschrieben.
Die Retabelaufsätze der Seitenaltäre sind durch zwei Gemälde ersetzt: „HI. Familie“ (Kopie nach van Dyck) und „HI. Nikolaus mit Putten, die seine Attribute halten“ (rechts). Die auf den Mensen stehenden Reliquienpyramiden (2. Hälfte 18. Jh.) mit in reicher Klosterarbeit gefassten Heiligenpartikel (u. a. von S. Honorati M., S. Constantii M.) stammen aus der 1863/64 abgebrochenen Kirche des in den fünfziger Jahren des 19. Jh. niedergebrannten und schließlich völlig untergegangenen Weilers Ramsee. An der Südwand des Kirchenschiffs hängt ein vorzügliches Kruzifix, 1. Viertel 16. Jh., in der Art der spätgotischen Monumentalkreuze, flankiert von Leinwandgemälden der Heiligen Maria und Johannes von Johann Hörmann, 1832, beide in venezianischen Spiegelrahmen. Die Kanzel an der gegenüberliegenden Langhauswand entstammt wohl dem Ende des 17. Jh.
An gesichertem Ort befindet sich das Gemälde mit der Anbetung der Könige, 1. Hälfte 18. Jh., aus dem Umkreis des Jacopo Amigoni (1682 Neapel-1752 Madrid), der u. a. bei der Ausstattung des neuen Schlosses in Schleißheim und der Anastasiakapelle in Benediktbeuren mitwirkte.