Свято-Петро-Павловский собор является памятником церковной архитектуры республиканского значения. Инициатор строительства — граф Николай Петрович Румянцев, старший сын П.А. Румянцева- Задунайского, ставшего после смерти отца владельцем Гомеля. 28 марта 1808 г. он обратился к архиепископу Могилевскому Варлааму с просьбой разрешить построить в Гомеле каменную церковь в честь Святых апостолов Петра и Павла. Вместе с письмом был послан план предполагаемого храма, составленный архитектором Джоном Кларком. Просьба была удовлетворена. 18 октября 1809 года на правом берегу Сожа в близости от дворца протоиереем Иоанном Кононовичем Григоровичем была заложена церковь. Строилась она в течение 10 лет. Около 5 лет понадобилось для украшения храма дорогостоящей церковной утварью, привезённой графом из Петербурга. При всей своей простоте храм отличается замечательной гармонией частей. Здание построено в стиле классицизма высотой 25 метров. В основании храма лежит четырёхконечный крест; снаружи четыре портика с колоннами дорического стиля. Храм венчается куполом. По желанию Румянцева иконостас храма был украшен колоннами дорического стиля и иконами, пожертвованными графом.

Величайшей святыней храма являлись частицы мощей Святителя Николая и других святых, завещанные основателем собора. В алтаре храма находилась пергаментная грамота, в которой об этой святыни сообщалось следующее: «Благоговея ко Всевышнему, Государственный канцлер граф Румянцев приносит в достояние Гомельской соборной церкви, во имя верховных Апостолов Петра и Павла, иждивением его устроенной, часть мощей Святителя Чудотворца Николая в ковчеге перламутровом, который оправлен золотом, также части мощей разных святых православной Греческой и Российской церкви, двух сребро-злащеных киотах…»

DSC_7894пСвятые мощи до наших дней не сохранились. 9/22 мая 1824 года в день ангела храмоздателя и праздника Святителя Николая, Петропавловская церковь была освящена. В 1826 году на 74-м году жизни Николай Румянцев скончался в Петербурге. Учитывая его завещание, тело графа было перевезено в Гомель и захоронено в левом приделе собора. Отпевал графа Н.П. Румянцева протоиерей Иоанн Иоаннович Григорович. На могиле был установлен    чёрный мраморный пьедестал, на нем бюст из меди, изображающий графа Н.П. Румянцева. После смерти канцлера Румянцева Н.П., дворец вместе с церковью перешёл во владение брата – С.П. Румянцева, а после его смерти был передан казне и в 1837 году указом Императора Николая I пожалован графу Ивану Федоровичу Паскевичу-Эриванскому. Дворец и соборную церковь посещали великие и знаменитые люди: императоры, философы, литераторы.

В 1872 году церковь освящена как собор, а через три года освящен придел в честь Святителя Николая. Собор действовал и поддерживался семьей Паскевичей – известных в России меценатов, сохраняясь в первоначальном виде до революции. Вблизи собора Ф.И. Паскевичем была возведена часовня-усыпальница князей Паскевичей.

Со времени учреждения Гомельского викариатства и назначения викарием Могилевской епархии епископа Митрофана (Краснопольского) (канонизирован как священномученик) в 1907 году собор получил статус кафедрального. Последним настоятелем Свято-Петро-Павловского собора являлся благочинный Гомельского округа протоиерей Александр Зыков, в 1929 году собор был закрыт. В 1932 году здесь разместили экспозицию исторического отдела музея, а в 1939 г году – антирелигиозный отдел, который действовал до начала Великой Отечественной войны.

Во время оккупации стараниями ныне прославленного в лике святых архимандрита Серафима (Шахмута) и верующих г. Гомеля собор был открыт и действовал как церковь до 1960 года. 30 октября 1960 года отслужена последняя Божественная Литургия протоиереем Василием Копычко (настоятелем), протоиереем Владимиром Котаром, священником Стефаном Гладыщуком и диаконом Феодором Хариком.

Евангелие, евхаристическая Чаша и некоторые иконы переданы в Свято-Никольскую церковь.

2 мая 1962 года храм превратился в планетарий, а после его закрытия в 1985 г. собор долгое время пустовал. Более двух лет длилась невидимая духовная война с властями г. Гомеля за передачу собора верующим. За это время было написано около 50 писем-прошений.

DSC_7956п29 сентября 1989 года верующим г. Гомеля были переданы ключи собора. 7 января 1990 г. на Рождество совершена первая Божественная Литургия. В августе 1990 года на возрожденную Гомельскую кафедру Священным Синодом РПЦ назначен епископ Аристарх (Станкевич). В июне 1991 года собор посетили Святейший Патриарх Алексий II и митрополит Минский и Слуцкий Филарет. Весной 1992 года была восстановлена колокольня. В 1996 году построен и освящен крестильный храм.

В 2001 году кафедральный собор второй раз посетил Святейший Патриарх Алексий II во время пастырского визита в Беларусь.

Гомельский Свято-Петро-Павловский кафедральный собор является духовным центром всей жизни г. Гомеля и области.

11 августа 2007 года в Свято-Петро-Павловском кафедральном соборе состоялось торжественное прославление в лике местночтимых святых преподобной Манефы Гомельской, мощи которой покоятся в соборе.

31 октября 2009 года кафедральный собор торжественно отметил 200-летие со дня закладки и 20-летие возобновления богослужений.

2010 году начата реконструкция купола и кровли храма.

С 21 марта по 03 апреля 2011 года в торжественной обстановке в кафедральный собор был внесен ковчег с частицей мощей святого пророка Иоанна Крестителя.

27 сентября 2011 года в день празднования Воздвижения Честного и Животворящего Креста Господня  Свято-Петро-Павловский собор г.Гомеля обогатился православной святыней. Святой Крест с частицей животворящего Креста Господня получен в дар на вечное пребывание и поклонение.