Это один из первых соборов нашего города. Предание рассказывает, что Петр Великий 14 мая 1703 года, осматривая на Неве остров, слывший тогда под именем Луистраиды (Веселого) и Заячьего, - сделал крест из дерева и воткнул его в землю, сказав, что на сем месте будет церковь во имя верховных апостолов Петра и Павла. Тут и была заложена церковь.

Первоначальный вид деревянной постройки был, как и большинство петровских построек, голландского типа. Это было четырехугольное, несколько вытянутое в длину здание с тремя шпицами: один увенчивал колокольню, а два были над входом. В праздничные дни на них вывешивались флаги. Церковь была выкрашена в желтый цвет под мрамор.

Каменный собор строился с 1712 по 1733 года под руководством архитектора- итальянца Д.Трезини, и под надзором самого Петра. К 1723 году внешняя постройка была завершена и увенчана золоченым шпицем. Государь выписал из Голландии замечательные и очень дорогие часы с курантами для нового храма.

Собор так и не был окончен при жизни Петра. Иконы для иконостаса писались уже по заказу Екатерины Первой, а освещение произошло при Анне Иоановне 28 июня 1733 года. Здание служило и царской усыпальницей: здесь похоронены русские императоры от Петра Первого до Александра Третьего.

По плану собор - западноевропейская трехнефная и совершенно прямоугольная базилика. Уже при беглом взгляде на общий силуэт собора бросается в глаза ничтожество самого храма по сравнению с гигантской колокольней. Такое ощущение, что зодчий стремился создать колокольню-храм, что могло быть идеей Петра.

Колокольня построена превосходно: отлично задумана ее масса и очень смело применены на ее фасаде массивные волюты, хорошо подчеркивающие слитность колокольни с телом церкви. Храм по сравнению с ней выглядит менее удачным: купол сооружен на четырех восточных столбах церкви, и своей отдаленностью от центра он только подчеркивает отсутствие его органической связи со всей постройкой.

В 18 веке собор несколько раз подвергался реставрации: в 1735, 1748 и 1756 годах удары молнии повреждали собор. В 1756 году вспыхнул весь деревянный шпиц, растопило колокола, сгорели драгоценные часы, падением сгоревшего шпица была разрушена беломраморная соборная паперть. Елизавета возобновила храм внутри. Дерево во многих местах было заменено камнем или железом, был сделан новый шпиц. Реставрация собора велась до 1775 года. Мраморный портал-паперть был заменен скучным порталом из двенадцати дорико-тосканских колонн с плохо нарисованным антаблементом. Такие же порталы были построены с северной и южной стороны.

Восстановлением колокольни занимался сын Ван Болеса «шпичного и кровельного мастера», который некогда сооружал старый шпиц для Трезини. Однако в 1857 году деревянный шпиц пришел в полную ветхость: он качался при ветре и угрожал падением вниз. Тогда он был заменен нынешним золоченным шпилем из метала по проекту инженера Д.И. Журавского. Новый шпиль достигал высоты 122 метров.

Собор и поныне остается самым высоким архитектурным сооружением Петербурга. На золоченом яблоке шпиля ангел держит крест, как бы осеняя им не только колокольню и храм, но и весь город.

Интерьер собора напоминает парадный зал. Расписанные под мрамор пилоны делят его на три нефа. Настенные живописные картины выполнены А. Матвеевым, Г. Гзелем и другими художниками. Яркой позолотой, легкостью и изяществом линий и форм, ослепительным великолепием выделяется резной иконостас - шедевр декоративного искусства барокко. Он создан по проекту И.П. Зарудного в 1722-29 годах московскими мастерами.