В середине XIX века Карлсбад, или Карловы Вары, был одним из популярнейших курортов у русских отдыхающих. Уже тогда обсуждался вопрос о строительстве здесь православной церкви. Однако заложили ее только в 1893 году.
Автором проекта стал Константин Ухтомский, но так как храм возводился уже после его смерти, строительством руководил Густав Видерман. Петропавловский храм в Карловых Варах представляет собой пятикупольную постройку с шатровой колокольней и нарядным шатровым же крыльцом в стиле московских и ярославских церквей XVII века. Внутри Петропавловского храма находится двухъярусный иконостас работы Павла Заруцкого и Ивана Тюрина, созданный еще в 1866 году.