Sankt Nicolai socken har medeltida ursprung, kyrkan omtalas första gången i dokument 1294 "ecclesiæ beati Nicolai" och socknen första gången 1378 ("i Sancti Nicolai sokn"). De äldsta delarna av den nuvarande kyrkan härrör från senare hälften av 1200-talet och är belägen inom det som är Nyköpings stad. Den har i äldre tid vad som är känt genomgått få förändringar. Delar av Kungsladugården överfördes 1864 till Bergshammars socken. Gårdarna Aspenäs, Bogslöt, Engelsprång, Karlvik, Krognäs, Prästtorp och Vibäck flyttades 1920 till Tunabergs församling och Tunabergs jordebokssocken. En del av Kungshamn flyttades 1934 till Tunabergs socken. Mindre delar av socknen lades 1949 till Nyköpings stad.[2]
Församling, landskommun och socken namnändrades 1940 till Sankt Nikolai och 1941 till Nikolai.
Den 1 januari 2016 inrättades distrikten Nyköpings Sankt Nicolai och Oxelösund, med samma omfattning som motsvarande församlingar hade 1999/2000 och fick 1953, och vari detta sockenområde ingår.
Sankt Nicolai socken ligger söder och väster om Nyköping med Nyköpingsån i öster norr om staden. Socknen ligger norr om Marsviken och sydost om staden ut i fjärdar och skärgård i Östersjön. Socknen är odlingsbygd i norr och skogsbygd i söder.[6][1][7][8]
Nikolai kommun; Nikolai socken (utg av Nikolai sockens kommunalfullmäktige till dess 25-årsjubileum 1944), 160 sid., Nyköping, Österbergs tryckeri, 1945, LIBRIS-id 1411804