Участок между Большой и Малой Конюшенными улицами по Невскому проспекту был передан немецкой протестантской общине по указу Петра II в декабре 1727 года. До того церковные обряды протестанты отправляли рядом с домом К. И. Крюйса, в построенной к 1708 году небольшой церкви.
Первая церковь Святого Петра ("кирха на першпективе") и два дома при ней были построены здесь в 1728-1730 годах. Считается, что проект храма составил Б. Х. Миних при участии архитектора Д. Трезини. 12 марта 1728 года именно Трезини разметил строительную площадку, работы на которой начали 29 июня в день апостолов Петра и Павла. Миних же был одним из инициаторов и руководителей строительства.
Средства на возведение храма собирались за счёт "корабельных денег" - пошлины (5 рублей), которую собирали с каждого прибывавшего в Петербург иностранного корабля [7, с. 223].
Здание немецкой церкви было выстроено из кирпича, завершалось колокольней без колоколов, так как на их покупку не хватило денег.
При освящении храма в 1730 году проповедь произнёс протестантский пастор Генрих Готлиб Нациус, который выразил благодарность императрице Анне Иоанновне, выделившей на строительство 1 000 рублей [3, с. 201]. Историк Б. М. Кириков в книге "Улица Большая Конюшенная" отмечает, что два деревянных дома при церкви были построены не одновременно с ней, а только в 1735 году [4, с. 50].
После 1730 года в здании церкви ещё продолжались отделочные работы. Их вёл архитектор И. Я. Шумахер. Железной кровлей храм накрыли только к 1744 году. Здание было решено в форме базилики. Его фасады были обработаны пилястрами и фигурными наличниками окон. Над высокой кровлей с переломом возвышалась башня, завершавшаяся восьмигранным ярусом и куполом с фонариком. Немецкая протестантская церковь стала первой высотной доминантой Невского проспекта.
Петербургская Немецкая протестантская церковь далеко не сразу оказалась в центре столицы. В 1730-х годах это была окраина города. Пастор Крейц писал:
В 1737 году состоялось освящение церковных органов, считавшихся лучшими в Санкт-Петербурге. В 1760 году при реконструкции храма над башней был сооружён шпиль.
Немецкую протестантскую церковь иногда называли Петропавловской. Это давало повод сравнить её с Петропавловским собором, она воспринималась как главный иноверческий храм столицы. Её алтарь украшали картины "Тайная вечеря", "Воскресения Христа", "Преображение Христа" и "Неверие апостола Фомы". Последняя из них, работы немецкого мастера Ханса Гольбейна-младшего, сейчас хранится в Эрмитаже. Перед алтарём находились четыре позолоченные скульптуры евангелистов. На боковых стенах хоров были повешены 12 картин с поколенными изображениями евангелистов и апостолов, написанных Г. Гзеллем.
В начале XIX века органистом церкви святого Петра был Г. Н. Гербер - ученик И. С. Баха.
К 1830-м годам здание немецкой церкви стало тесным для разросшейся общины, обветшало. Было принято решение о постройке здесь нового храма. В объявленном в 1832 году архитектурном конкурсе участвовали А. П. Брюллов, П. Жако, Е. Ф. Паскаль, Г. Р. Цолликофер и А. Ф. Крих. В итоге, работа досталась первому из них, брату известного художника.
Закладка нового церковного здания состоялось в 1833 году. Основные строительные работы были завершены в течение трёх лет. Отделка интерьеров была завершена к 1838 году.
Немецкая протестантская церковь спроектирована Брюлловым в романском стиле в сочетании с приёмами русского классицизма. Это придало ей облик иноверческого храма и одновременно согласовало с соседними классическими зданиями Невского проспекта. Романский стиль здесь представляют высокие башни, арочные окна и перспективный портал. Вместе с тем, симметрия фасада, плоские стены, чёткие линии горизонтальных тяг, карнизы башен, традиционная петербургская окраска - всё это поспособствовало безболезненному вживлению нового здания в сложившийся архитектурный ансамбль.
Такое решение фасада позволяет рассматривать немецкую церковь святого Петра как одно из первых зданий, построенных в Петербурге по принципам эклектики, стиля, только начинавшего тогда свой путь. Именно он декларировал возможность использования архитекторами всех исторических стилей на основе их "умного выбора".
Мраморные статуи апостолов Петра и Павла изготовлены А. Трискони, барельефы евангелистов над аркадой - скульптором Т. Н. Жаком. Фигура ангела на парапете - И. Германом. На башнях были установлены часы с квадратными циферблатами, механизм которых давно утрачен.
Интерьер Немецкой протестантской церкви святого Петра напоминал о Средневековье. Он делился на три нефа столбами, оформленными как пучки колонн, от которых расходились нервюры крестовых сводов.
Три яруса балконов (так называемые эмпоры) опирались на тонкие чугунные колонны - по две между каменными столбами. Эти металлические колонны и деревянные балки можно рассматривать как прототип многоярусного каркаса - один из первых подобных примеров в России.
Алтарная композиция "Распятие" была написана братом архитектора Карлом Брюлловым. В алтаре, где должно было разместиться распятие, было очень темно. Художник возмущался работой своего брата: "Вандал! Ни одного луча света на алтарь. И зачем им здесь картина!" [Цит. по 2, с. 67]. Убранство интерьера создавалось по эскизам Александра Брюллова. Скульптуры были выполнены Т. Н. Жаком и И. Германом, художественная роспись - П. Дроллингером, резьба - П. Крейтаном. В двух окнах находились витражи, воспроизводившие картины немецкого живописца Альбрехта Дюрера. Церковный зал был оборудован органом немецкого мастера Э. Ф. Валькера.
В 1851 году в портале церкви были установлены резные двери, чей облик создал архитектор Я. К. Хофер.
У церковного органиста Г. Штиля в 1863-1865 годах занимался П. И. Чайковский.
Спустя пол столетия после постройки Немецкая протестантская церковь потребовала капитального ремонта. Осадка кирпичных сводов главного нефа вызвала необходимость укрепления здания. В 1883 году под руководством инженера и архитектора, директора Института гражданских инженеров Р. Б. Бернгарда проходила его реставрация. В этих работах принимал участие академик архитектуры И. А. Стефаниц.
В 1895-1896 годах архитектором М. Е. Месмахером проводилась переделка интерьеров церкви. Зодчий создал новое оформление интерьера с яркой полихромной росписью. По его эскизам заново создавались росписи стен и потолков, железобетонные лестницы и оконные переплёты, резные перила. Лёгкие металлические каркасные конструкции балконов Брюллова были сохранены, но в их декор были введены мотивы флорентийского ренессанса [8, с. 177]. Одновременно с этим здесь было установлено электрическое освещение, сделаны два боковых входа. Эта работа стала последней в петербургской карьере архитектора Месмахера.
Немецкая протестантская церковь сравнительно долго работала и в советское время. Но в 1937 году она всё-таки была закрыта. Имущество было конфисковано, многое пропало бесследно. Картину Карла Брюллова передали Русскому музею. В церкви устроили склад и овощехранилище.
В 1956-1963 годах в здании Немецкой протестантской церкви организовали бассейн Балтийского морского пароходства (проект архитекторов С. И. Евдокимова и А. П. Изоитко, инженера Л. Ф. Онежского). Прежняя архитектура интерьера была полностью утрачена.
С 1992 года церковь снова принадлежит немецкой протестантской общине Санкт-Петербурга и имеет статус кафедрального собора. В 1993-1997 годах храм был частично отреставрирован, после чего его заново освятили. Руководил восстановительными работами немецкий специалист Ф. Венцель, исполнял - архитектор И. А. Шарапан. К сожалению, воссоздать первоначальный интерьер оказалось технически невозможным. Переосвящение храма состоялось 16 сентября 1997 года [5, с. 259].
Двор немецкой церкви в 1999 году был украшен бюстом И. В. Гёте (скульптор Л. К. Лазарев, архитектор Е. Е. Лазарева). Открытие бюста было посвящено 250-летию поэта.