Ідейний і композиційне ядро ансамблю Петропавлівської фортеці - собор Святих першоверховних апостолів Петра і Павла. Його закладка відбулася 30 травня 1712 року. Спорудження собору за проектом і під керівництвом архітектора Д. Трезини зайняло 20 років - з 1712 по 1732 рік.
Незвичні для традиційного російського культового зодчества як зовнішній вигляд собору, так і інтер'єр. Його головна прикраса - різьблений позолочений іконостас і надпрестольна покров - дар храму від Петра I і Катерини I. Іконостас був створений у Москві за малюнками Д. Трезини групою майстрів- різьбярів під керівництвом І. П. Зарудного.
Програму іконостасу склали Петро I і архієпископ Новгородський Феофан Прокопович. Композиція іконостасу включає п'ять великих кіотів . В них розміщені 43 ікони , написані в 1726-1729 роках російськими іконописцями А. Поспєловим і Ф. Протопопова . Ескізи ікон виконав М.Аврамов , організатор і директор Петербурзької друкарні і Малювальної школи.
Перед вівтарем встановлено кафедра для виголошення проповідей. У православних церквах практика читання проповідей раніше не існувала. Вперше вона була введена за царювання Петра I.
Симетрично кафедрі знаходиться царське місце - поміст , де під час богослужіння стояв імператор.
Довгий час Петропавлівський собор був пам'ятником слави російської зброї. Тут протягом двох століть зберігалися трофейні прапори , ключі від захоплених російськими військами міст і фортець.На початку XX століття ці реліквії були передані до Ермітажу . Тепер у соборі представлені копії шведських і турецьких прапорів.
У 1919 році Петропавлівський собор був закритий, музеєфікувати в 1922 році, згодом (1954 ) передано Державному музею історії Ленінграда ( Санкт - Петербурга).
Собор з'єднаний галереєю з Великокнязівський усипальницею, побудованої для поховання великих князів - членів імператорського дому Романових.
Іконостас та інші елементи внутрішнього оздоблення Усипальниці втрачені. Запрестольний вітраж «Воскресіння Христове» , виконаний за ескізом художника Н. А.Бруні , загинув під час блокади (1941-1944) .
У 1908-1915 роках в усипальниці відбулося п'ять поховань і вісім поховань були перенесені з Петропавлівського собору. У 1992 році тут був похований правнук Олександра II - великий князь Володимир Кирилович , 1995 року з Кобурга сюди перенесений прах його батьків.
В 1920- і роки будинок перебував у віданні Музею революції , в 1930 -1940 -ті - пристосоване під склад Центральної книжкової палати, в 1954- м передано Державному музею історії Ленінграда.
.
