Selon la légende, à la frontière nord de la vieille ville, se trouvait pendant la campagne de Crimée de 1770 le quartier général d'A. V. Souvorov. Plus tard, une église en bois a été construite à cet endroit en l'honneur des saints Constantin et Hélène. À l'époque, la population de Simferopol était d'environ 1 000 personnes, sans compter les militaires. L'église était petite et ne pouvait bientôt plus accueillir tous les fidèles. En 1801, le Saint-Synode a donné la permission de construire une nouvelle église, mais les travaux n'ont commencé qu'en 1805, lorsque la paroisse a rassemblé les fonds nécessaires. La nouvelle église en bois était plus spacieuse et a été construite en environ un an. À l'automne 1806, elle a été consacrée en l'honneur des apôtres Pierre et Paul. C'était un petit bâtiment rectangulaire avec un clocher, fondu à partir des restes de la monnaie d'Ak-Méchet. L'église en bois était célèbre pour son bel iconostase, mais elle n'avait pas de fresques.

Vingt ans plus tard, l'église était en ruine et a été démontée. Peu après, la cathédrale Alexandre-Nevski a été construite dans la ville, où les cloches et les objets liturgiques ont été transférés. Cependant, les habitants ont voulu faire renaître l'église Saint-Pierre et Saint-Paul, et entre 1866 et 1870, la construction d'un nouveau bâtiment a commencé. Le projet a été élaboré par l'architecte Constantin Lazarev. Les habitants ont rassemblé 32 000 roubles, et le Synode a alloué encore 23 000. La construction a avancé rapidement, mais les travaux de finition ont continué jusqu'en 1870. L'église a été construite dans le style classique avec des éléments de l'architecture russe ancienne et avait un magnifique iconostase. Le bâtiment a été érigé en forme de croix avec un haut clocher. En 1870, la cathédrale a été consacrée en l'honneur des apôtres Pierre et Paul. En 1868, une administration paroissiale et des écoles ont été ouvertes près de la cathédrale. En 1890, le jardin de l'église a été entouré d'une clôture métallique et planté d'arbres. Entre 1902 et 1903, des artistes ont peint le dôme et les murs, transformant l'église en une perle.

En 1937, les autorités ont interdit les services religieux dans la cathédrale, et le bâtiment a été utilisé comme entrepôt. Avec le temps, il est devenu en état d'urgence. À la fin des années 1980, la restauration de la cathédrale a commencé. L'architecte Olga Sergeeva et S. L. Belova ont trouvé des documents selon lesquels ils ont recréé le dôme et le clocher. Dans les années 1990, des alpinistes et des restaurateurs ont travaillé sur la restauration. Le 12 juillet 1991, un service a de nouveau eu lieu dans l'église. En 2003, la cathédrale est devenue la cathédrale de l'Éparchie de Simferopol et de Crimée. En 2004, une empreinte d'icône est apparue sur le verre du reliquaire, qui a été installé pour le culte. La cathédrale abrite des reliques, y compris une icône de la Sainte Trinité avec une parcelle de la tunique du Seigneur. En 2008, un service a eu lieu en l'honneur de l'archevêque Guriy Karpov. En 2016, ses reliques ont été transférées à la cathédrale Alexandre-Nevski.