Высота собора 122,5 м шпиля — 40 м.
Деревянная церковь св. апостолов Петра и Павла была заложена 29 июня (12 июля) 1703 г. в Петров день в центре Заячьего острова. Храм с колокольней в виде остроконечной башни в «голландском стиле» был освящен 1 апреля 1704 г.
Возведение нового каменного собора началось 8 июня 1712 г. по проекту Д. Трезини. В 1719 г. под руководством голландца Х. ван Болеоса была закончена сборка деревянных конструкций шпиля колокольни. В 1724 г. шпиль и малый купол колокольни были покрыты медными листами рижского мастера Ф Циферса. По рисунку Трезини выполнен и установлен над яблоком шпиля медный крест с фигурой летящего ангела. Высота колокольни стала 106 м.
Собор был освящен 28 июня 1733 г.
Фасады собора в 1730- е гг. были окрашены в розовый цвет.
В 1757 г. фасады покрасили в серовато-зеленый цвет.
В 1856-1858 гг. по проекту инженера Д. И. Журавского, вместо деревянного, был сооружен металлический шпиль.
В 1911 г. фасады перекрасили в песчаный цвет.
В 1927 г. здание собора было передано Музею Революции.
С 1954 г. принадлежит Музею истории Ленинграда.
Указ Президента РФ от 20.02.1995 №176 "Об учреждении перечня объектов исторического и культурного наследия Федерального (Общероссийского) значения: Историко-культурный заповедник "Петропавловская крепость — государственный музей истории Санкт-Петербурга".
Собор освящен, службы совершаются по особому расписанию, в остальное время функционирует как музей.