Sowohl die "Wunderblutkirche" St. Nikolai selbst wie auch zahlreiche ihrer Ausstattungsstücke erinnern an die Wallfahrtszeit. Bei der dreischiffigen Hallenkirche mit gedrungenem Langhaus, breitem Querschiff und hohem Chor, als die sich St. Nikolai heute präsentiert, handelt es sich um die zweite Wallfahrtskirche an dieser Stelle. Ein erster Neubau nach dem Brand von 1383 erwies sich als zu klein, so dass um 1450 mit dem Bau eines größeren Gotteshauses begonnen wurde. Das Langschiff der zweiten Wallfahrtskirche war bis 1525 vollendet, den Schlusspunkt bildete 1591 der prächtige Renaissancegiebel der Westfassade. Teile der ersten Wallfahrtskirche haben sich jedoch erhalten: Ihr Turmstumpf steht im westlichen Joch des Mittelschiffs der heutigen Kirche, der Grundriss der ersten Choranlage wurde im Ziegelfußboden des heutigen Chores sichtbar gemacht.

Ziel der Pilger war die Wunderblutkapelle, ein Anbau am südlichen Querschiffarm von St. Nikolai. Sie enthält den Wunderblutschrein, der die Monstranz mit den drei Bluthostien barg. Seine im letzten Drittel des 15. Jahrhunderts kunstvoll bemalten Türen zeigen auf den Außenseiten eine Darstellung der Gregorsmesse. Auf den Innenseiten ist links ein Gnadenstuhl und rechts eine Verspottung Christi zu sehen. Im Bogenfeld oberhalb der Türen präsentieren zwei Engel eine Hostienmonstranz. Beim Verlassen der Wunderblutkapelle fällt der Blick auf ein gegenüber befindliches Wandbild: Auf einen gewaltigen Ast gestützt, trägt der hl. Christophorus das Jesuskind durch einen Fluss. Christophorus wurde als Patron der Pilger und Reisenden verehrt; sein Anblick sollte vor einem plötzlichem Tod und Unheil schützen.

Der Chor von St. Nikolai besticht durch seine Transparenz, erhebliche Teile der Glasfenster datieren noch aus dem späten Mittelalter.

Der Hochaltar ist nicht original, sondern wurde aus Reliquiaren und Skulpturen von mindestens drei mittelalterlichen Altären zusammengesetzt.

Am Fuße der kelchförmigen Taufe, die vermutlich um 1400 gefertigt wurde, sind die Wappenschilde der ersten Förderer des Heiligen Blutes verewigt: die Bistümer Havelberg, Lebus und Brandenburg sowie der Havelberger Bischof Johann Wöpelitz (1385-1401).

Ebenfalls um 1400 entstand der große Sandsteinleuchter, zu dem ein Lichtspalier - ein etwa fünf Meter hoher hölzerner Aufsatz - gehört. Besonders sehenswert in St. Nikolai ist auch die farbig gefasste Sandsteinplastik des hl. Nikolaus am mittleren der drei nördlichen Langhauspfeiler. In seinen Händen hält der Patron der Wilsnacker Kirche einen Sockel, auf den vermutlich zu bestimmten Anlässen die Monstranz mit dem Heiligen Blut gestellt wurde.

Die dem nördlichen Querschiff angefügte Sakristei bietet noch immer einen Eindruck von ihrem bauzeitlichen Zustand, unter anderem stammen einer der drei Wandschränke und auch das Türblatt mit Beschlagwerk aus der zweiten Hälfte des 15. Jahrhunderts.

Zu dieser Zeit soll in der Sakristei eine "Sündenwaage" gestanden haben, von der der Protestant Ludecus berichtet, dass die Pilger sich hier ihrer Sünden entledigen konnten, indem sie sich gegen Brot, Speck, Geld und anderes aufwiegen ließen. Mittels eines "betrieglichen stricks" sei es dem Sakristan möglich gewesen, das Gleichgewicht der Schalen erst dann herzustellen, wenn es ihm schien, dass er den armen Sünder genug geschröpft habe. Diese Anekdote resultiert aus dem protestantischen Unverständnis für den auch in anderen spätmittelalterlichen Wallfahrtskirchen üblichen Brauch, eine Person aufzuwiegen zum Zeichen der Dankbarkeit oder der Unterstellung unter den Schutz eines himmlischen Patrons.

Das nördliche Querhausfenster von St. Nikolai schmücken prachtvolle mittelalterliche Glasmalereien, die eine Reihe wappentragender Tiere zeigen. Sie entstammen einer niederländischen Stiftung und wurden 1460 von Den Haag nach Wilsnack gebracht.

Ebenfalls im nördlichen Querschiff befindet sich inzwischen der Gedenkstein für die Auffindung des Heiligen Blutes. Zwei andächtig kniende Geistliche halten eine Hostienmonstranz empor. Die spiralförmig aufsteigenden Spruchbänder verraten, dass es sich um die Wilsnacker Pfarrer Johannes Cabbuez und Johannes Bielefeld handelt. Ersterer entdeckte 1383 die drei Bluthostien - geleitet von der Stimme eines Engels, wie die Legende berichtet.

Von der Empore oberhalb der Sakristei führte einst ein brückenartiger Verbindungsgang zum sogenannten Prälatenhaus, einer Nebenresidenz der Havelberger Bischöfe. Später befand sich hier das barocke Herrenhaus der Familie von Saldern, das jedoch 1976 nach einem Brand abgerissen wurde.