La historia del templo de los santos apóstoles Pedro y Pablo en Karlovy Vary comenzó en el verano de 1862. Por iniciativa de la gran duquesa Elena Pavlovna, se recaudaron fondos benéficos para la construcción de la iglesia. Muchas personas respondieron a este llamado, incluidos representantes de familias nobles, como el conde Shuvalov, el conde Koshelev y el príncipe Vorontsov. El consejo municipal de Karlovy Vary, cuando el balneario formaba parte de Austria, también apoyó el proyecto, proporcionando un terreno en la calle Schlossberg, que ahora lleva el nombre de Pedro el Grande.

El proyecto del templo fue diseñado por el arquitecto K. A. Ukhtomsky, pero los fondos resultaron insuficientes. En lugar de una iglesia ortodoxa, se construyó una anglicana en el lugar planificado, y para la iglesia rusa se adquirió parte de un palacio, donde se organizó una iglesia doméstica. Este edificio era el más pomposo del balneario, y el templo fue consagrado en una de las salas del gran hotel "Pupp". Sin embargo, debido a la popularidad de Karlovy Vary entre los rusos, pronto se volvió insuficiente el espacio.

En junio de 1893 se colocó la primera piedra del nuevo templo, y cuatro años después fue consagrado. A principios del siglo XX, se estableció el "Fondo Turgueniev" en la iglesia, y se planeaba abrir una "Casa Rusa" para la comodidad de los turistas rusos. Sin embargo, estos planes se vieron obstaculizados por la Primera Guerra Mundial. El sacerdote de la iglesia, Nikolai Ryzhov, fue arrestado por la administración austriaca y condenado a muerte, pero gracias a la intervención del rey Alfonso XIII, fue indultado. La iglesia fue cerrada hasta el final de la guerra, y se retiraron el dorado y el cobre de las cúpulas. Desde 1918, tras el golpe bolchevique, el templo ha sido refugio para clérigos que escaparon de Rusia.