Приход апостолов Петра и Павла в Томске был учрежден в 1901 году. Торжественную закладку храма 31 мая 1909 года совершил святитель Макарий (Невский), архиепископ Томский. Проект церкви осуществил выдающийся томский архитектор Андрей Иванович Лангер.
Место для храма, расположенное на возвышенности, было выбрано не случайно. С XVII века эта возвышенность известна в Томске как «Мухин бугор» — по имени раскаявшегося разбойника Мухи. До постройки храма на этом месте долгое время стояли деревянный поклонный крест и часовня.
Строилась церковь на деньги, выделенные местной городской властью, и на пожертвования народа. 18 декабря 1911 года викарий Томской епархии епископ Иннокентий освятил главный престол в честь святых апостолов Петра и Павла. В 1913 году был освящен правый (южный) придел во имя 1-го и 2-го обретения главы Иоанна Предтечи, в 1915 году — левый (северный) придел в честь Рождества Пресвятой Богородицы.
При храме имелось церковно-приходское попечительство и церковно-приходская школа. В церковной библиотеке насчитывалось 650 книг.
8 февраля 1940 года церковь была закрыта и вскоре стала складским помещением Поросинского спиртзавода.
19 октября 1944 года храм был возвращен Русской Церкви и стал первым из возвращенных верующим храмов в Томской области. При осмотре храма на колокольне была найдена единственная уцелевшая икона Знамения Божией Матери, и поныне находящаяся в храме. При храме сложилась крепкая община, трудами которой он был восстановлен и расписан. Вклад верующих Петропавловского храма в сбор денежных средств пострадавшим от войны был отмечен благодарностью от высшего руководства страны и лично И.В. Сталина.
В 1989 году при храме была открыта первая в области воскресная школа, а в 1992 году — Томская духовная семинария. В октябре 1997 года в Томск после длительного перерыва был назначен епископ, кафедра которого пять лет, до января 2003 года, располагалась в Петропавловском храме.
В 2009 году на территории Петропавловского храма было построено и освящено церковно-административное здание с крестильным храмом в честь собора святого Иоанна Предтечи. К 100-летнему юбилею храма, который был торжественно отпразднован в 2011 году, были заменены купола и кресты храма. В настоящее время разрабатывается проект росписи храма, проектируется церковно-культурный центр. При храме работает воскресная школа и молодежный клуб.
21 сентября 2013 года Петропавловский храм посетил Святейший Патриарх Московский и всея Руси Кирилл.
Сайт храма: http://ppsobor.ru.