Гомельский кафедральный собор, построенный в 1809–1819 годах, является главной святыней города. Освящен в 1825-м в честь апостолов Петра и Павла. Храм расположен на высоком мысе, образованном рекой Сож и Киевским спуском.
Собор Святых Петра и Павла (Петро-Павловский собор) построен в стиле классицизма по инициативе и на средства владельца гомельского имения, государственного канцлера, графа Николая Румянцева в обстановке всеобщего подъема страны, собственных успехов на государственном поприще, поэтому этой постройке были приданы черты величественности. Автором проекта храма стал английский архитектор Джон Кларк.
Умер Н.П. Румянцев 3 января 1826 года в Петербурге. Его прах был перевезен в Гомель и похоронен, согласно духовному завещанию, в «его любимом Гомеле, в соборе, им же выстроенном».
В 1935 году в Петро-Павловском кафедральном соборе разместился отдел исторического музея, а в 1939-м и до начала Великой Отечественной войны – антирелигиозный отдел. Во время немецкой оккупации стараниями архимандрита Серафима собор был открыт. Его деятельность продолжалась до 1962 года. С этого же года и до 1985-го в здании работал Гомельский планетарий. В сентябре 1989 года собор Святых Петра и Павла был возвращен православной церкви.
Сейчас в храме хранятся православные святыни: частицы мощей святителя Николая Чудотворца и пророка Иоанна Крестителя, Святой Крест с частицей животворящего Креста Господня, мощи местночтимой святой Манефы Гомельской.