L'histoire de l'église des saints apôtres Pierre et Paul à Karlovy Vary a commencé à l'été 1862. À l'initiative de la grande duchesse Elena Pavlovna, des fonds de bienfaisance ont été collectés pour la construction de l'église. De nombreuses personnes ont répondu à cet appel, y compris des représentants de familles nobles, telles que le comte Shuvalov, le comte Koshelev et le prince Vorontsov. Le conseil municipal de Karlovy Vary, lorsque la station thermale faisait partie de l'Autriche, a également soutenu le projet en fournissant un terrain rue Schlossberg, qui porte maintenant le nom de Pierre le Grand.

Le projet de l'église a été élaboré par l'architecte K. A. Ukhtomsky, mais les fonds se sont avérés insuffisants. Au lieu de l'église orthodoxe prévue, une église anglicane a été construite à l'emplacement prévu, et pour l'église russe, une partie d'un manoir a été achetée, où une église domestique a été aménagée. Ce bâtiment était le plus pompeux de la station, et l'église a été consacrée dans l'une des salles du grand hôtel "Pupp". Cependant, en raison de la popularité de Karlovy Vary parmi les Russes, il est vite devenu insuffisant.

En juin 1893, la première pierre du nouveau temple a été posée, et quatre ans plus tard, il a été consacré. Au début du 20ème siècle, un "Fonds Tourgueniev" a été créé à l'église, et il était prévu d'ouvrir une "Maison russe" pour le confort des vacanciers russes. Cependant, ces plans ont été perturbés par la Première Guerre mondiale. Le prêtre de l'église, Nikolai Ryzhov, a été arrêté par l'administration autrichienne et condamné à mort, mais grâce à l'intercession du roi Alphonse XIII, il a été gracié. L'église a été fermée jusqu'à la fin de la guerre, et la dorure et le cuivre des coupoles ont été enlevés. Depuis 1918, après le coup d'État bolchevique, des prêtres ayant échappé de Russie ont trouvé refuge dans l'église.