Этот величественный и красивейший храм расположен в Новом Петергофе, на берегу Ольгина пруда, вблизи дворцово-паркового ансамбля «Петергоф», расположен на берегу Красного пруда. Собор Петра и Павла стоит на возвышенности, и с его верхней галереи открывается прекрасный вид на окрестности, хорошо виден Бабигон, Кронштадт, а в хорошую погоду можно разглядеть и сам Петербург. Архитектура этого изумительного проекта напоминает Спас на Крови. Строительство собора Святых Апостолов Петра и Павла в Петергофе было начато в 1894 году — в год кончины Александра II, который лично определил место строительства храма около Царицынского пруда. Весной 1893 года Александр III утвердил проект храма, разработанный архитектором Николаем Владимировичем Султановым-выдающимся идеологом и исследователем русского стиля в архитектуре.
Строительство собора велось на средства министерства императорского двора, что определяло успешные сроки возведения храма- за 4 года было возведено само здание, 3 года шли работы по отоплению и вентиляции и штукатурные работы, 2 года производилось устройство иконостаса и роспись храма. Храм высотой 70 метров внешне имел пирамидальную форму и увенчан 5 шатровыми главами. Стены, облицованные темно-красным и светло-жёлтым кирпичом и поливными изразцами, украшены колонками из песчаника и изразцами. Иконы Святых покровителей членов императорской фамилии бфли помещены на фасадах храма. Роспись интерьеров исполнили палехские иконописцы и московские мастера. Главный майоликовый иконостас был сделан по образцу иконостаса православной греческой церкви Святого Георгия в Венеции. Таким образом освящен храм был уже в 1905 году протопресвитером Иоанном Янышевым в присутствии императорской семьи.
После революции 1917 года храм не был закрыт, стал приходским собором. В 1922—1937 годах в нём находилась кафедра епископа Петергофского Николая.
Однако в период массовых репрессий, в 1938 году собор был закрыт, даже стоял вопрос о том, что храм нужно взорвать, но ограничились лишь тем, что перед началом войны сордрали облицовку глав.
Во время Великой Отечественной войны в храме находился фашистский корректоровщик для авиации, наносившей авиа удары по советским кораблям. Поэтому по нему производились обстрелы советской артиллерией для ликвидации. Храм в этой части сильно пострадал.
В 1974 году храм взят под охрану государства как памятник истории и культуры, к 1980 году были установлены купола, а к 1987 году были завершены все работы по реставрации фасадов.
В 1989 году храм был возвращен церкви. Был открыт благотворительный центр при храме и церковно-приходская школа. Собор был расписан заново, а старые росписи в интерьерах собора были законсервированы до времени их возможной реставрации. В 1994 году храм был освящён патриархом Алексием II.
Главный престол был освящён во имя святых первоверховных апостолов Петра и Павла; южный придел — во имя преподобной Ксении Миласской; северный придел — во имя святого благоверного князя Александра Невского. В 1990 году был устроен придел блаженной Ксении Петербургской.
В северо-восточной части храма была устроена исповедальня; в северо-западной — «часовня для покойников». В настоящее время при храме работает социальная помощь, есть раздача одежды.