Петропавловский собор — вторая по значимости достопримечательность Петергофа после его знаменитого дворцово-паркового ансамбля «Петергоф».

Петропавловский собор в Петергофе построили сравнительно недавно — лишь в 1892 году местный духовный служитель Иоанн Янышев обратился к Александру III с ходатайством о строительстве храма в Петергофе.

Весной 1893 года в результате проведённого конкурса императором был утверждён наиболее достойный проект собора. Автором проекта выступил архитектор Султанов.
В 1894 году для строительства храма расчистили местность около Царицынского пруда и вырыли котлован под фундамент. 25 июля 1895 года состоялась торжественная закладка собора. Через 4 года здание было полностью возведено, но потребовалось ещё 3 года на отделочные работы, установку отопления и вентиляции. Дополнительные 2 года ушли на роспись храма и устройство иконостаса. По окончании работ вокруг собора разбили небольшой сквер.

12 июня 1905 года полностью готовый Петропавловский собор был освящён Иоанном Янышевым в присутствии императорской семьи.

Петропавловский собор в Петергофе сильно пострадал во время Второй мировой войны — его северная часть была практически полностью разрушена.

В 1974 году храм причислили к памятникам истории и культуры государственного значения и взяли под охрану. Тогда же начались реставрационные работы: к 1980 году установили купола, а к 1987 году завершили все фасадные работы.

В 1989 году Петропавловский собор в Петергофе вернули церкви, а в 1990 году началась реставрация интерьеров и иконостаса. 9 июля 1994 года полностью отреставрированный храм освятил Патриарх Алексий II.

Хотя собор построили немногим более столетия назад, выполнен он был по канонам русской архитектуры XVI—XVII веков. Пирамидальной формы храм увенчан пятью главами и достигает 70 метров в высоту. Монументальные стены Петропавловского собора в Петергофе вмещают до 800 прихожан.

К главному входу собора примыкает шатровая звонница и часовня, а вокруг храма сооружена крытая галерея для освящения яиц, куличей и пасхи.

Росписью интерьеров Петропавловского собора занимались известные палехские иконописцы и московские мастера Сафонов и Колупаев.

Иконостасы всех приделов храма и его часовни изготовлены из белого каррарского мрамора. Главный майоликовый иконостас создавали по подобию иконостаса церкви Святого Георгия в Венеции.

Раньше в северо-западной части собора, в «часовне для покойников», хранились останки генерал-майора Дмитрия Фёдоровича Трепова и его супруги Софьи Сергеевны Треповой. В конце 1930-х годов захоронение вскрыли, а останки вывезли в неизвестном направлении.