Гомельский кафедральный собор, построенный в 1809–1819 годах, расположен в красивейшем парке на берегу реки Сож рядом с дворцом Румянцевых-Паскевичей. Храм освящён в 1824-м году в честь апостолов Петра и Павла и является главной городской святыней.
Инициатором его строительства выступил тогдашний владелец Гомеля, государственный канцлер граф Николай Петрович Румянцев. 28 марта 1808 года он обратился к архиепископу Могилёвскому с просьбой разрешить построить в Гомеле каменную церковь. Вместе с письмом был послан план храма, составленный английским архитектором Джоном Кларком.
Строительство Петропавловского собора, выполненного в стиле позднего классицизма, продолжалось 10 лет. Высота храма составила 25 метров. В основании лежит четырёхконечный крест, снаружи - четыре портика с колоннами дорического ордера. Храм венчается куполом на высоком, прорезанном окнами барабане. Здесь получил дальнейшее развитие приём сочетания классического портика и купольного объёма.
Около 5 лет понадобилось для украшения собора дорогостоящей церковной утварью, привезённой графом из Петербурга. По желанию Румянцева иконостас храма был украшен колоннами дорического стиля и иконами, пожертвованными графом.
Святыней храма являлись частицы мощей святителя Николая и других святых, завЕщанные основателем собора, однако до наших дней они не сохранились.
После закрытия церкви в 1929 году, в ней размещались отдел исторического музея, антирелигиозный отдел, Гомельский планетарий. А в сентябре 1989 года собор Святых Петра и Павла был возвращён православной церкви.
В настоящее время в храме хранятся такие православные святыни как Святой Крест с частицей животворящего Креста Господня и мощи местночтимой святой МанЕфы Гомельской.
В августе 2024 года в Гомеле прошли торжества, посвящённые дню памяти преподобной МанЕфы Гомельской и 200-летию со дня освящения кафедрального собора. Божественную литургию возглавил Митрополит Минский и Заславский Вениамин, Патриарший Экзарх всея Беларуси в сослужении Митрополита Ташкентского и Узбекистанского Викентия, а также митрополитов, архиепископов, епископов из Беларуси и России.