Według legendy powstała po wprowadzeniu na ziemiach polskich chrześcijaństwa w 965 roku na miejscu dawnej pogańskiej świątyni ku czci bogini Marzanny. Niektórzy identyfikowali nawet rotundę z dawnym pogańskim templem. Jakub Schickfuss w swej kronice Śląska wydanej w 1625 roku zapisał, że w Cieszynie na książęcym zamku znajduje się pogańska świątynia, z której po wprowadzeniu chrześcijaństwa wyrzuc
ono posagi bożków. W rzeczywistości rotunda nie ma nic wspólnego z pogańskimi czasami, została wybudowana w XI wieku. Usytuowana jest w południowo-zachodniej części Wzgórza Zamkowego, głęboko poniżej obecnego poziomu gruntu. Składa się z nawy na planie koła oraz półkolistej apsydy od strony wschodniej, połączonych trzema stopniami. W zachodniej części nawy znajduje się empora, wsparta na trzech arkadach kolumnowych. Empora przeznaczona była dla kasztelana, prowadziło z niej wejście do palatium, czyli rezydencji kasztelana, później do książęcego zamku. Początkowo rotunda pełniła funkcję kaplicy grodowej, ale służyła także mieszkańcom podgrodzia. W źródłach pisanych rotunda pierwszy raz została wspomniana w 1223 roku jako kaplica św. Mikołaja, zobowiązana do dziesięcin na rzecz klasztoru norbertanek w Rybniku. W 1284 roku wymieniony jest Bartłomiej, kapelan zamkowy w Cieszynie. Po powstaniu księstwa cieszyńskiego oraz murowanego zamku gotyckiego rotunda zmieniła charakter i wygląd. Poziom posadzki podniesiono o dwa metry, zamurowano romańskie okna w apsydzie, tworząc większe, gotyckie. W 1361 roku wspomniany jest kapelan zamkowy Wolzobius, w 1460 roku altarysta Franciszek. W 1484 roku kaplica spaliła się wraz z zamkiem, co zapewne dotyczyło jedynie dachu i wyposażenia rotundy. W 1495 roku proboszcz pszczyński Wacław Hynal, pochodzący ze Stonawy, ufundował ołtarz p. Opatrzności Bożej, Najświętszej Marii Panny, Jana Chrzciciela, św. Wacława. Dało to później m.in. podstawy do prób wprowadzenia tego ostatniego świętego jako patrona rotundy. W czasach, kiedy w księstwie cieszyńskim wyznaniem panującym był luteranizm, funkcje kapelanów książęcych, opiekujących się kaplicą, pełnili ewangeliccy pastorzy i kaznodzieje zatrudniani przez książąt. Sporadycznie kaplica spełniała także funkcje pozareligijne. w 1617 roku spoczywało w niej przez dziewięć miesięcy ciało zmarłego księcia Adama Wacława, zanim w kwietniu następnego roku pogrzebano je w krypcie kościoła braci dominikanów. Po wygaśnięciu dynastii Piastów w 1653 roku rotunda straciła charakter kaplicy zamkowej, a zarządcy Komory Cieszyńskiej poświęcali jej niewiele uwagi. Źródła z XVIII wieku wspominają, że rotunda jest stara, nakryta kopułą, za wyposażenie służy jedynie drewniany ołtarz i srebrny kielich. Tylko dwa razy w roku, na św. Mikołaja i na św. Wacława odbywały się w niej nabożeństwa. W pozostałych dniach służyła jako magazyn narzędzi potrzebnych do sprawowania tzw. sądów bożych, a sporadycznie także broni. W czasie przebudowy zamku dolnego w latach 1838-40 rotundę, już wcześniej pogrążoną częściowo w ziemi, zasypano do połowy, górną część okryto ceglanym obmurowaniem, wybito większe okna, zaprowadzono klasycystyczne podziały elewacji, dopasowane do stylu nowego zamku. Do wnętrza wstawiono neogotycki, drewniany ołtarz, z obrazem przedstawiającym św. Dopiero w czasie II wojny światowej niemieccy archeolodzy zaczęli usuwać zewnętrzne i wewnętrzne tynki, odsłonili też pierwotny poziom posadzki. Rekonstrukcję, przywracającą pierwotny, romański charakter rotundy zakończono w latach 1947-55. Odsłonięto pierwotne okna, mensę ołtarzową oraz fragmenty posadzki, zrekonstruowano emporę. Od 90. lat XX wieku na nowo w rotundzie odbywają się nabożeństwa w święto patrona kaplicy, św. Mikołaja.
