Pierwszy drewniany kościół pod wezwaniem św. Mikołaja na miejscu obecnie stojącego został wzniesiony około roku 1352 i była to fundacja Archidiakona Pomorskiego. W kościele doraźnie odprawiał nabożeństwa proboszcz oksywski, gdyż była to filia parafii. W wiekach XVI-XVII kościół chyloński służył protestantom, gdyż Chylonia wraz z Cisową były wtedy w posiadaniu gdańskiej rodziny Cyrenbergów wyznania protestanckiego. Kiedy Chylonia ponownie przeszła w polskie ręce i stała się posiadłością Sobieskich król Jan zlecił przywrócenie kościołowi jego pierwotnego przeznaczenia. Kościół staje się ponownie filią parafii oksywskiej.

W roku 1887 zostaje wzniesiony kościół murowany na podmurówce kamiennej w stylu neogotyckim, którego prezbiterium jest pozostałością kościoła filialnej z XIV wieku. Samodzielna parafia w Chyloni p.w. Św. Mikołaja zostaje utworzona w 1911 roku (od tego roku datują się parafilane księgi), a pierwszy proboszcz zostaje mianowany dla tej parafii w 1915 r.

Dla szybko rozwijającej się po II wojnie światowej dzielnicy mieszkaniowej, piękny ale mały kościół staje się za ciasny. W roku 1981 staraniem proboszcza ks. kan. Wojciecha Zielińskiego rozpoczęto dobudowę nawy bocznej usytuowanej prostopadle do prezbiterium. Były to czasy niekorzystne dla jakichkolwiek działań Kościoła rozbudowa nie została ukończona. Ponowne starania o rozbudowę kościoła rozpoczął w roku 1984 obecny proboszcz ks. prałat Ludwik Grochowina. Urząd Miasta Gdyni akceptując kolejny przedstawiony projekt, wydał zgodę dopiero w 1987 roku. Wykonawcą projektu kościoła i wieży jest inż. arch. Janusz Kowalski z Sopotu a konstruktorami: mgr inż. W. Borkusiewicz i mgr inż. Jan Borkusiewicz z Gdańska. W międzyczasie wybudowano nową plebanię i dom katechetyczny. W starej plebani zamieszkały siostry ze Zgromadzenia Świętej Rodziny z Nazaretu, które pomagają w pracy duszpasterskiej. Nową dobudowaną część kościoła poświęcił bp Marian Przykucki 6.XII.1990r. Nowa wieża została poświęcona przez Arcybiskupa Tadeusza Gocłowskiego 6.XII.1992r. Organy mechaniczne to dzieło Jerzego Kureckiego z Koźmin - liczą 18 głosów a poświęcone zostały przez Arcybiskupa Tadeusza Gocłowskiego 25.X.1996 roku. Witraże do nowej części kościoła wykonał artysta Krzysztof Harytoniuk z Sopotu. Obecny wystrój prezbiterium to dzieło artystów z Akademii Sztuk Pięknych w Krakowie: Adama Brynckena - artysty malarza i Macieja Zychowicza artysty rzeźbiarza. Wystrój starej części kościoła to trzy neogotyckie ołtarze z 1895 roku.

Od wieków bardzo żywy był we wsi Chylonia kult Św. Mikołaja. Poza kościołem pod jego wezwaniem istniała kapliczka na tzw. Świętej Górze nieopodal kościoła-przy której mieszkał pustelnik. W XIX wieku nad rzeczką Chylonką została postawiona murowana kapliczka z figurą Św. Mikołaja. Obecna kapliczka na skrzyżowaniu ulic Chylońskiej i Św. Mikołaja została zbudowana zaraz po II wojnie światowej.

Parafia posiada piękną zabytkową figurę Św. Mikołaja z XVII wieku, Pietę-rzeźbę ocenioną podczas konserwacji na wiek XIV, oraz z XVII wieku obrazy: Św. Mikołaja