Комплекс зданий, в котором с 1895 г. находился Ярославский Кадетский корпус, первоначально предназначался для размещения 3-го учебного карабинерного полка, расквартированного в Ярославле.
1 сентября 1798 г. состоялась торжественная закладка казарм с церковью. Архиепископ Арсений с духовенством и при стечении народа совершил крестный ход к месту будущего строительства. За возведением зданий наблюдали депутаты «от каждого состояния, которые изъявили желание дать на казармы деньги», а само «строение» было возложено на предводителя губернского дворянства артиллерийского капитана Кожина.
Возведение одноэтажных, но весьма масштабных казарм - «длиною 165, шириною 160 сажен, кои обнесены валом и рвом» - продвигалось с перерывами. Работы затянулись более чем на два десятилетия. Церковь при казармах была сооружена еще в 1821 г., но освящена только с завершением всего строительства 27 декабря 1829 г. архиепископом Авраамом во имя апостолов Петра и Павла. Тем не менее, столетие своей домовой церкви кадетский корпус отмечал 1 сентября 1897 г. Юбилей проходил очень торжественно: в присутствии губернатора Б.В. Штюрмера и других высоких гостей литургию служил викарный епископ Иоанникий, затем было совершено молебствие владыкой Ионафаном с протоиереями нескольких городских храмов.
В 1841 г. два батальона карабинерного полка перевели в новые казармы у Николо-Мокринской церкви, в старых казармах оставили только батальон, состоявший из кантонистов - несовершеннолетних сыновей нижних воинских чинов, с рождения принадлежавших военному ведомству. В этот период Петропавловская церковь исполняла необычное для ярославских храмов «миссионерское значение». Традиционно в кантонисты записывали детей разных национальностей, в том числе и еврейских мальчиков, исповедовавших иудаизм, и мусульман. Священники и воспитатели стремились обратить их в православие, причем весьма успешно: за первые тридцать лет существования Петропавловского храма в нем было крещено более полутора тысяч иудеев. Кроме того, в этой церкви ежегодно крестилось также и несколько мусульман. Надо отметить, что обращение в православие в Ярославле велось достаточно тактично - командиры школы и клир с гордостью подчеркивали, что жалоб на принуждение, в отличие от аналогичных школ в других городах, ни разу не поступало.
С конца 1850-х г.г. в казармах располагались разные военные учебные заведения: в 1859 г. было учреждено Ярославское училище военного ведомства, в 1866 г. его реорганизовали в военную начальную школу, в 1869 - в военную прогимназию, в 1886 - в Ярославскую военную школу и наконец в 1895 г. - в Ярославский кадетский корпус. Соответственно статусу учебных заведений менялось официальное название состоящей при них Петропавловской церкви. Храм, как и все другие церкви полковые и при военных учебных заведениях, находился в ведении протопресвитера военного ведомства.
В 1860-х г.г., как сообщается в книге последнего настоятеля храма священника С.А. Верещагина, в храме «на доброхотные пожертвования» были устроены два придела: в 1864 г. - Николая Чудотворца, поскольку прихожане «в 1841-1860 г.г. имели ближайшее отношение к Николомокровской (церкви) и привыкли праздновать главный ее храмовый праздник»; в 1866 - во имя Александра Невского, «в память избавления Государя Императора Александра II от смертельной опасности, вследствие выстрела злоумышленника Каракозова 4 апреля с. г., и подвига Комиссарова» (костромской крестьянин Осип Иванович Комиссаров (1838-1892), заметив в толпе у ворот Летнего сада в Петербурге целившегося в Царя-Освободителя Д.В. Каракозова, в самый момент выстрела толкнул его под руку, чем и спас государя). Оба придела были торжественно освящены архиепископом Нилом.
Вначале Петропавловский храм представлял собой отдельное здание, стоявшее между двух корпусов, его фасады были украшены колоннами с фронтонами, в окне западного фронтона размещались колокола. В 1890 г. церковное здание капитально реконструировали: соединили с корпусами прогимназии, центральный купол разобрали, а для колоколов устроили особый навес. Оба придела Петропавловской церкви при ее перестройке были упразднены.
В 1895 (после реорганизации военной школы в кадетский корпус), в 1901 и 1908-1909 г.г. в храме были проведены работы по его обновлению и вновь устроены два придела. В 1901 г. на средства церковного старосты, купца Федора Евграфовича Вахрамеева, был сооружен придел, освященный 5 сентября архиепископом Ионафаном в честь Захарии и Елизаветы. Этот день был утвержден как праздник Ярославского кадетского корпуса. После кончины жертвователя в храм перенесли его семейные иконы.
В ознаменование рождения цесаревича Алексея Николаевича в Петропавловской церкви на средства ризничего московского Данилова монастыря иеромонаха Иоакима был устроен, щедро обеспечен и 5 сентября 1908 г. архиепископом Тихоном освящен придел во имя Алексия, митрополита Московского. День памяти святителей московских (митрополитов Петра, Алексия и Ионы) - 5 октября - кадеты стали праздновать как храмовый. Иконы придела были исполнены в мастерской художника Шварева. В церкви хранился ковчег с частицами мощей Стефана, Иосифа, Моисея и Феодула, на Синае убиенных, - дар прихожанки Виноградовой.
В ноябре 1909 г., в ознаменование большой даты - 200-летней годовщины памяти святителя Димитрия Ростовского, храм получил редкостный дар от викария Ярославской епархии Иосифа (Петровых), епископа Угличского - частицу мощей чудотворца. Незадолго до торжества в Петропавловскую церковь была пожертвована «большого размера и древнего письма» икона ростовского митрополита. Благотворитель по окончании праздничного молебна вложил «в нарочито сделанное там (в иконе) на месте панагии углубление заключенную в воскомастику частицу св. мощей и оправленную в сребро-позлащенную звездицу». В 1907 г. были перелиты старые церковные колокола, вес большого колокола составил 67 пудов 1 фунт.
После революции церковь была осквернена и закрыта. 1 мая 1920 г. толпой манифестантов были сняты с куполов кресты, на их место «укреплены красные знамена, а вместо иконы, помещавшейся в треугольном фронтоне храма, поставлена вывеска «Рабочий клуб 3-го Закоторосльного района в память всероссийского субботника 1 мая». В одном из документов также говорится: «С колокольни храма сняты и увезены все колокола, кроме большого». Под колокольней, по всей видимости, имеется ввиду часовня, запечатленная на известной открытке М. Кампеля «Ярославль. Московская улица и кадетский корпус». В открытом верхнем ярусе здания (архитектура которого близка часовням, возведенным в городе по проектам Н.И. Поздеева) просматривается несколько колоколов…
В последующие годы в бывшем кадетском корпусе размещались различные военные училища. В помещении Петропавловского храма был устроен спортзал.
В 2000-е г.г. был подготовлен проект восстановления Петропавловского храма.
Рутман Т.А. Храмы и святыни Ярославля. – Ярославль: Изд. А. Рутман, 2008.