Идейное и композиционное ядро ансамбля Петропавловской крепости — собор Святых первоверховных апостолов Петра и Павла. Его закладка состоялась 30 мая 1712 года. Сооружение собора по проекту и под руководством архитектора Д. Трезини заняло 20 лет — с 1712 по 1732 год.

Необычны для традиционного русского культового зодчества как внешний облик собора, так и интерьер. Его главное украшение — резной золоченый иконостас и надпрестольная сень — дар храму от Петра I и Екатерины I. Иконостас был создан в Москве по рисункам Д. Трезини группой мастеров-резчиков под руководством И. П. Зарудного.

Программу иконостаса составили Петр I и архиепископ Новгородский Феофан Прокопович. Композиция иконостаса включает пять больших киотов. В них размещены 43 иконы, написанные в 1726–1729 годах русскими иконописцами А. Поспеловым и Ф. Протопоповым. Эскизы икон выполнил М. Аврамов, организатор и директор Петербургской типографии и Рисовальной школы.