Первоначальным местом молитвенных собраний немцев-лютеран, населявших С.-Петербург с его основания, служил дом вице-адмирала Корнелия Крюйса на набережной р. Невы недалеко от Адмиралтейства. Первые богослужения проводил пастор Вильгельм Толле. В 1709 году во дворе дома построена небольшая бревенчатая кирха, где собирались протестанты, проживавшие в Немецкой слободе на Адмиралтейском острове. Поскольку церковь не имела колокола сигналом для начала службы служил подъем Андреевского флага.

К концу 20-х годов XVIII в. в связи с ростом числа прихожан «адмиральская кирха» уже не могла вместить всех верующих. Какое-то время богослужения проводились в новом доме Крюйса на углу набережной реки Мьи (Мойки) и «Большой Першпективной дороги» (Невский пр.). Для постройки новой церкви был начат сбор средств, продолжавшийся около 5-ти лет. На строительство поступали пожертвования от императора Петра II, влиятельных покровителей общины (Б.Х. Миниха, А.И. Остермана и др.), спонсоров из Германии, рядовых прихожан, Кроме того, в пользу церкви шли так называемые «корабельные деньги», взимаемые с каждого иностранного корабля, прибывавшего в С.-Петербург. На основании императорского указа от 26 декабря 1727 г. «Об отводе на Адмиралтейской стороне места под строение евангелическо-лютеранской церкви, школы и пасторского дома» и при содействии барона А.И. Остермана для храма был выделен участок земли «по Большой першпективной дороге» (Невскому пр.).

29 июня 1728 г., в день Святых апостолов Петра и Павла, состоялась закладка новой каменной церкви на 1500 человек по проекту графа Бурхарда Христофора фон Миниха при содействии архитекторов Д. Трезини и И.Я. Шумахера. Окончательно построена и освящена во имя Святых апостолов Петра и Павла 14 июня 1730 г., в день 200-летия Аугсбургского исповедания. В документах и обиходе в названии церкви чаще использовалось только имя Св. Петра, также именовалась Петрикирхе, Петропавловская. Первое богослужение совершил пастор Гейнрих Готлиб Нациус (Нацциус).

Церковь была возведена в стиле петровского барокко, кирпичная, увенчанная деревянной башней, внутри оформлена пилястрами и золочеными капителями, украшена картинами художников Г. Гольбейна, Г.И. Гзеля, деревянными скульптурами И. Дункера. В церкви был установлен орган митавского мастера И.Г. Иоахима. Богослужения велись на немецком языке.

В 1735 году перед зданием церкви построено два деревянных причтовых дома. В одном находились квартиры церковных служителей, в другом действовала церковная школа для обучения детей прихожан («Петришуле»). В 1740 году, после сильнейших пожаров 1736–1737 гг., «Комиссия о С.-Петербургском строении» вынесла решение о сносе всех деревянных построек на «Невской першпективе» и замене их на каменные. В связи с этим в 1747–1752 гг. деревянные церковные дома были разобраны, на их месте построены два каменных дома по проекту архитектора К. Кемпфа: один по-прежнему отводился школе, другой – церковному причту. В 1762 году для лютеранского училища при церкви Св. Петра на участке за храмом выстроено отдельное двухэтажное каменное здание.

В 30-е гг. XIX в. в связи с ростом прихода и обветшанием старой церкви возникла необходимость постройки нового, более просторного и величественного здания. В результате объявленного немецкой лютеранской общиной конкурса лучшим был признан проект архитектора А.П. Брюллова.

Новая церковь на 3000 прихожан в псевдороманском стиле с двумя башнями по бокам заложена 31 августа 1833 г. Торжественно освящена 31 октября 1838 г. На портале здания были установлены мраморные статуи апостолов Петра и Павла работы П. Трискорни по модели датского скульптора Торвальдсена, авторами горельефов евангелистов и ангелов были Т.-Н. Жак, П. Кретан, И. Дролингер. В решении интерьера церкви использовались приемы средневековой готической архитектуры. Большое алтарное «Распятие» выполнено К.П. Брюлловым. В 1841 году в церкви был установлен орган фирмы «Валкер» из Людвигсбурга (заменен на новый в 1886 году). В 1864–1866 гг. интерьер украсили витражи С. Кальнеролли.

В 1882–1883 гг. под руководством архитекторов А.И. Кракау и И.А. Стефаница в храме производились ремонтные работы с заменой деревянных конструкций на металлические; в 1895–1897 гг. под руководством архитектора М.Е. Месмахера расширены хоры и сделаны боковые двери у входа.

В 1830–1833 гг. по проекту архитектора Г.Р. Цолликофера по бокам от церкви возведено два трехэтажных церковных дома. В бельэтаже домов размещались богатые магазины, книжная лавка А.Ф. Смирдина, булочные, гравировальная мастерская Крепса, популярное кафе «Доминик» и др. Арендная плата шла в доход церкви. В 1910–1911 гг. архитектором В.Э. Коллинсом на них надстроено еще два этажа. В 1859–1860 гг. архитектором А.Х. Пелем производилась перестройка доходных домов церкви по Большой и Малой Конюшенным улицам (Б. Конюшенная ул., 12, М. Конюшенная ул., 5-7). В 1876–1877 гг. по проекту архитекторов А.Х. Пеля и Ю.Ф. Бруни надстроен 4-й этаж на здании училища при церкви Св. Петра «Петришуле», в 1910–1913 гг. по проекту архитектора В.Э. Коллинса – 5-й этаж.

До 1832 г. контроль за деятельностью протестантских приходов осуществляла Юстиц-коллегия эстляндских, лифляндских и финляндских дел. На основании высочайше утвержденного 28 декабря 1832 г. «Устава Евангелическо-лютеранской церкви в России» приход церкви Св. Петра вошел в состав С.-Петербургского консисториального округа во главе с С.-Петербургской евангелическо-лютеранской провинциальной консисторией.

Хозяйственной деятельностью прихода заведовал церковный совет, куда входил пастор и церковные старосты, избираемые на общем собрании прихожан на 3 года. В компетенцию совета входили: наблюдение за целостностью церковного имущества, управление церковными доходами и капиталами, постройка и ремонт принадлежащих приходу зданий, отдача их в аренду, определение и увольнение секретаря совета и церковнослужителей (кроме пастора), назначение им жалования, попечение о неимущих прихожанах и сиротах, забота о погребении лиц, оказавшихся без родственников и имущества.

При церкви, помимо училища «Петришуле», действовали: «Общество призрения бедных, принадлежащих к приходу евангелическо-лютеранской церкви Св. Петра» (основано ок. 1783 г., устав высочайше утвержден 7 января 1849 г.), существовавшее за счет добровольных пожертвований, приюты для детей сирот и гувернанток, больница, дешевые квартиры для прихожан, богадельня. К церкви были приписаны молитвенные залы в Александровских богадельнях и Евангелическом приюте Св. Эммануила, а также церковь Свв. Петра и Павла на Волковском лютеранском кладбище (открыто в 1772 г., до этого времени умерших хоронили на Выборгской стороне у Сампсониевской церкви).

В 1867 году церковный совет приобрел дом по Большому пр. Васильевского острова, 63 и 17-й линии, 12 с целью устройства Александровского благотворительного заведения для престарелых и неспособных к работе членов прихода. В 1870 году на участке, подаренном Карлом Туром по 17-й линии Васильевского острова, 16 основан детский приют его имени. В 1880 году на средства потомственного почетного гражданина Ф.В. Вальца организован приют для детей-идиотов и эпилептиков «для иностранцев и иноверцев», для которого в 1907–1908 гг. по проекту архитектора Е.И. Гельмана выстроен дом по Ярославскому пр., 4.

На 1917 год лютеранскому приходу церкви Св. Петра принадлежали: земельный участок с церковью и двумя каменными домами с флигелями по Невскому пр., 22-24, Б. Конюшенной ул., 14 и М. Конюшенной ул., 9; здание сиротского приюта по М. Конюшенной ул., 5; доходные дома по Б. Конюшенной ул., 12 и М. Конюшенной ул., 7; здание училища «Петришуле» по Б. Конюшенной ул., 10; два здания Александровского приюта по 17-я линии В.О., 12 и 14; приют Карла Тура по 17-я линии В.О., 16; Волковское лютеранское кладбище с часовней.

Декретом СНК от 23 января 1918 г. «Об отделении церкви от государства и школы от церкви» храм лишался прав юридического лица, его имущество подлежало национализации. В ноябре 1918 года управление церковными домами перешло в ведение Комитета бедноты Казанского района г. Петрограда. В декабре 1919 г. храм во имя Св. Петра «с богослужебными предметами» передан прихожанам в бессрочное и бесплатное пользование на особых условиях: оберегать здание и имущество, не устраивать враждебных Советской власти собраний и проповедей, допускать к проверке богослужений и имущества уполномоченных Совета рабочих и крестьянских депутатов, производить за счет церкви ремонт, страхование и оплату коммунальных услуг. На основании декрета СНК «О кладбищах и похоронах» от 26 марта 1919 г. в ведение Комиссариата внутренних дел Совета комиссаров Северной области перешло Волковское лютеранское кладбище. Храм оставался действующим до конца 1930-х гг. Закрыт на основании постановления президиума Леноблисполкома от 2 февраля 1938 г. Здание церкви является объектом культурного наследия федерального значения и охраняется государством.

Указы Юстиц-коллегии лифляндских и эстляндских дел (1754–1767; 1774; 1802; 1818 гг.) и С.-Петербургской евангелическо-лютеранской консистории (1823–1864; 1867–1877; 1890; 1894–1896; 1900–1904 гг.); протоколы заседаний и акты церковного конвента (совета) (1738–1918; 1922 гг.); протоколы общих собраний депутатов прихода (1840 г.); регламенты церкви (1748–1834; 1863 гг.); отчеты церковного конвента (совета) (1712–1714; 1772–1773; 1831–1840; 1862–1884; 1901–1910 гг.); документы о деятельности церковного конвента (совета) (1715–1764 гг.); письма, адресованные церковному конвенту (совету) (1765–1798 гг.).

Метрические книги (1732–1740; 1754–1833 гг.); метрические свидетельства, выданные разным лицам (1796; 1803–1834 гг.); брачные обыски (1870–1874 гг.); списки крестившихся (1739–1741; 17501772; 1907–1922 гг.).

Опись недвижимого имущества церкви (1881–1886 гг.) и церковного инвентаря (1751–1765 гг.); проекты, планы, чертежи зданий церкви и церковных домов (1760–1914 гг.); переписка о ремонтных и строительных работах, об оказании денежной помощи на постройку церкви (1828–1840 гг.), церковного дома для пасторов и школы (1732–1740; 1754–1833 гг.).

Главные книги (1758–1825 гг.); приходо-расходные книги (1712–1729; 1807–1816 гг.); общий список членов прихода (1892–1900 гг.); книга регистрации документов, выданных из церковного архива членам церковного совета (1815–1831 гг.); завещания частных лиц в пользу церкви (1818–1832; 1866–1867; 1913–1914 гг.).

Переписка о приобретении участков земли для церкви (18671868; 1870–1871 гг.); об учреждении стипендии имени директора Шуберта в училище при церкви (1869–1910 гг.); об организации празднеств по случаю 100-летия и 200-летия существования церкви (1828; 1910–1911 гг.); о приглашении на различные должности и увольнении от них (1766–1771; 1783 гг.) и др.; о приведении к присяге лиц, принявших русское подданство (1810–1834 гг.).

Документы о деятельности строительного комитета, в т.ч.: устав комитета (1818–1819 гг.); книги протоколов строительного и экономического комитета (1821–1834 гг.); протоколы заседаний и акты строительного и экономического комитета (1825–1840 гг.); протоколы заседаний экономического комитета (1840–1920 гг.).

Документы о деятельности сиротского комитета при церкви и сиротского дома, в т.ч.: книги протоколов и циркуляров комитета (1840–1910 гг.); протоколы заседаний комитета (1817–1863 гг.); инструкция для смотрителя сиротского дома и прошения соискателей на эту должность (1819–1820 гг.); ресконтро строительного комитета по постройке сиротского дома (1819–1821 гг.); свидетельства о крещении принятых в сиротский дом воспитанников и свидетельства о смерти их родителей (1820–1832 гг.).

Устав Общества призрения бедных прихода церкви (1849 г.); инструкция для Общества попечения о бедных (1902 г.); протоколы заседаний Общества (1843–1918 гг.); устав Евангелического общества юношей (1869 г.); книга протоколов Общества распространения священного писания при церкви (1818–1821 гг.).

Планы Волковского лютеранского кладбища (1824–1863 гг.); протоколы заседаний кладбищенского комитета (1910–1915 гг.); сведения о передаче церкви в пользование прихожанам церкви (1919 г.); протоколы заседаний ревизионной комиссии (1918–1919 гг.).

Имеются метрические книги евангелическо-лютеранской церкви Св. Анны в С.-Петербурге (1739–1741; 1750–1772; 1799–1811; 1818–1825 гг.) и евангелическо-лютеранской церкви Св. Елены в г. Ораниенбауме (1763–1833 гг.).