Петропавловский собор ведет свою историю со времен Северной войны. После капитуляции шведских войск по личному распоряжению Петра I на территории Рижской цитадели была отстроена деревянная церковь во имя святых апостолов Петра и Павла. Уже при Екатерине II она была заменена на каменную. А в 1850 году в Петропавловском соборе состоялась церемония провозглашения Рижской епархии. В июле 1867 года собор посетил Государь Александр II. Во второй половине XIX века он стал усыпальницей двух выдающихся представителей православного духовенства - епископа Вениамина (Карелина) и епископа Филарета (Филаретова).
В 1919 году церковное здание было занято властями Первой Латвийской Республики. Но уже в 20-ые годы за Петропавловский собор вступился архиепископ Рижский и всея Латвии Иоанн (Поммер), ныне канонизированный Православной Церковью. В 1922 году владыка обращается к Учредительному собранию: "Этот храм, - писал он, - сооружен православными и для православных и всегда был бесспорной собственностью Православной Церкви." Владыка Иоанн добился того, что вопрос о Петропавловском соборе неоднократно становился предметом обсуждения в Сейме, однако острые дебаты не дали никаких результатов. После Второй мировой войны Петропавловский храм, как и многие другие, был закрыт. Распоряжением Совета министров ЛССР от 05.10.1963. за N 1442-Р Рижский собор Рождества Христова превратился в планетарий. Приблизительно тогда же началась подготовка к открытию в Петропавловском соборе концертного зала "Ave Sol". Церковь была перестроена, в алтарной части соорудили сцену, а все внутреннее пространство храма было переоборудовано под зрительный зал. Останки епископов Вениамина (Карелина) и Филарета (Филаретова) были перезахоронены в Спасо-Преображенской пустыни...
Сейчас здание формально находится на балансе Рижской городской думы.