Direkt neben der Burg Neuleiningen steht weithin sichtbar die katholische Pfarrkirche Sankt Nikolaus. Sie gilt als das schönste gotische Meisterwerk im weiten Umkreis. Als einzige Kirche in der Region ist sie seit ihrer Erbauung im Jahr 1240 durchgehend eine katholische Kirche geblieben, der die Reformation nichts anheben konnte. Alljährlich (und das schon seit über 260 Jahren) zum Fest Mariä Geburt ist die Nikolauskirche mit ihrer "Gnadenmutter zu Neuleiningen" ein beliebtes Wallfahrtsziel.

Im Inneren beherbergt die Kirche Sankt Nikolaus in Neuleiningen neben der aus dem Barock stammenden Statue des heiligen Nikolaus mit segnender Hand und der aus der Spätgotik stammenden Madonna noch die im 15. Jahrhundert geschaffenen Holzskulpturen der 12 Apostel, St. Stephanus und Laurentius. Das Kruzifix aus der Werkstatt Riemenschneiders, das sich früher in der Kirche befunden hat, ist heute in der Domschatzkammer in Speyer.

Die Pfarrkirche Sankt Nikolaus wurde gleichzeitig mit der Burg Neuleiningen als Burgkapelle im Burgvorhof errichtet. Damals bestand sie nur aus einem kleineren Chor und wahrscheinlich einem Teil des heutigen Schiffs. Erst um das Jahr 1468 (in dem die Burg als Lehen an den Bischof von Worms fiel) wurde die Kapelle zur Kirche ausgebaut und der Chor vergrößert. Wahrscheinlich wurde auch bereits zu dieser Zeit der Turm - aus bautechnischen Gründen nördlich zur Kirchenachse abgewinkelt und damals noch nicht mit der Kirche verbunden - errichtet. Seit dieser Zeit erlebte die Kirche immer wieder Umbauten und Renovierungen, durch die sie stark verändert wurde. Wer sich für Details interessiert, kann die umfangreiche Baugeschichte auf den Seiten der Pfarrei Neuleiningen nachlesen.