В 1720-х годах, по именному указу Петра I, ярославские предприниматели Затрапезновы с голландцем Тамерсом устроили полотняную фабрику в Ярославле. Фабрика получила впоследствии название, Большая мануфактура, она была устроена на безвозмездно отведенной правительством земле. В её корпусах было оборудовано производство, выпускавшее первоклассную продукцию, которая поставлялась к императорскому двору. Затрапезнов в 1736 году заложил на территории мануфактуры храм во имя Святых апостолов Петра и Павла. Храм не должен был стать простым продолжением старых традиций ярославского зодчества. По мысли заказчика, новый храм призван был стать произведением совершенно оригинальным, не находящим прямых аналогий не только в ярославской, но и во всей русской архитектуре того времени. Основная часть храма представляла собой огромный зал, в котором не было ни сводов, ни столпов. Единое не расчлененное пространство освещалось расположенными в два яруса окнами. Самым замечательным украшением интерьера верхнего храма стал великолепный барочный трехъярусный иконостас. Все тело его, украшенное тончайшей резьбой, было вызолочено листовым червонным золотом. В советское время иконостас был утрачен, сохранились лишь его фотографии. Несколько интересных фотографий иконостаса, выполненных в 1929 году, хранятся в Ярославском музее-заповеднике. Дошедшие до нашего времени описания и изображения Петропавловской церкви позволяют заключить, что её первоначальный облик не претерпел существенных изменений, предпринятые перестройки касались лишь замены отдельных деталей, основные же объемы сохранили свои первоначальные формы. В 1929 году церковь закрыли. Здание было реконструировано под клуб комбината, Красный перекоп, в помещении верхнего храма оборудован кинозал. Все это не способствовало хорошей сохранности памятника. Его внутреннее убранство, иконостасы, иконы, утварь, безвозвратно утрачены. Претерпели отдельные изменения и внутренняя планировка здания, и декоративное убранство фасадов. В 1960 году церковь Петра и Павла при мануфактуре поставлена на охрану Постановлением Совмина РСФСР. Ей присвоен статус памятника архитектуры республиканского, ныне федерального, значения. В 1997 году здание возвращено Русской Православной Церкви. В 2008-2009 годах была произведена реставрация северного, восточного и южного фасадов основного здания и выполнен ремонт шпиля колокольни. В 2010 году выполнена реставрация западного фасада. В 2013 году воссоздано завершение крыши в виде деревянного восьмерика с восемью окнами, на который опирается малый барабанчик, поддерживающий позолоченный крест. В помещении второго этажа была разобрана сцена, установлены балки и настелен черновой пол солеи. Также была частично выполнена отсечная горизонтальная гидроизоляция и отмостка с южной и восточной стороны. В 2014-2015 годах выполнена реставрация кирпичной кладки, усиление стропильных конструкций, реставрация чердачных перекрытий с устройством утепления, реставрация лепнины и конструкций падуг, реставрация тяг нижнего храма, устройство отмостки, отсечной гидроизоляции, воссоздание живописи в местах утрат.
