Село Николаевка обозначено на карте Самарской губернии 1867 года по состоянию на 1890 год — в составе Семёновской волости Новоузенского уезда Самарской губернии. Согласно Списку населённых мест Самарской губернии 1910 года село населяли бывшие государственные крестьяне, малороссы, православные, всего 381 мужчина и 367 женщин. В селе имелись церковь, земская школа, 3 ветряные мельницы.
После образования АССР немцев Поволжья — в составе Фёдоровского кантона. 28 августа 1941 года был издан Указ Президиума ВС СССР о переселении немцев, проживающих в районах Поволжья. Немецкое население АССР немцев Поволжья было депортировано.
После ликвидации АССР немцев Поволжья Николаевка, как и другие населённые пункты Фёдоровского кантона, была передана Саратовской области.
До 2016 года село Николаевка являлось центром Николаевского муниципального образования. Законом Саратовской области от 22 апреля 2016 года № 43-ЗСО - Николаевское муниципального образование было упразднено, включено в состав Семёновского муниципального образования, с административным центром в селе Семеновка.