Точная дата постройки часовни неизвестна. По конструктивным признакам ее можно ориентировочно датировать второй половиной XVIII – первой половиной XIX века. Церковные документы свидетельствуют о её существовании задолго до 1846 года.
Современный облик памятника сложился в результате нескольких ремонтов и перестроек. Первоначально часовня традиционно состояла из клети молитвенного помещения и открытой западной паперти с крыльцом.
Около 1913 года вместо крыльца к паперти пристроили колокольню, а вход в часовню устроили с северной стороны. Звонница двухъярусной колокольни, срубленной восьмериком на четверике, была перекрыта восьмигранным куполом с широкими полицами. Купол венчал высокий фигурный шпиль, украшенный накладной резьбой.
"Небеса" в Вершининской часовне созданы в последней трети XIX века мастером Федором Иоком. Сохранилось 13 радиальных граней, одна угловая и центральный медальон.
Реставрацию Никольской часовни после образования Кенозерского национального парка провели совместно российские и норвежские реставраторы, проработав два сезона - 1996 и 1997 гг.
В 1997 году в обновленную часовню вставили на свое место отреставрированные в Архангельском филиале ВХНРЦ им. И.Грабаря "небеса".
В 1998 году часовню освятил Епископ Архангельский и Холмогорский Тихон.
В 2003 году в часовне заменили завершение звонницы. До замены крест был прикреплен к высокому резному столбику, стоящему на сферической кровле колокольни. Теперь звонница завершается шатром с крестом на вершине.
Фото из архива Кенозерского национального парка. Фото: И. Шпиленок