Op de Petersbergl stond oorspronkelijk een romaans kerkgebouw. Of deze typisch Beierse kloosterkerk de eerste bouw betrof is niet met zekerheid vast te stellen. Het waren in ieder geval de monniken van dit klooster die zorgden voor de naam van de stad; München is een afgeleide van het woord Mönch, het Duitse woord voor monnik. Zeker is ook dat hertog Otto I in 1181 opdracht gaf om de kerk te vergroten en de wijding van het vernieuwde godshuis in 1190 door de bisschop van Freising plaatsvond.

Vanaf 1278 werd de romaanse kerk door een fraaiere gotische basiliek vervangen. Noodzakelijk was de bouw niet zozeer, want met de stichting van een tweede parochie en de bouw van de Mariakapel op 24 november 1271 slonk het parochiegebied van de Petruskerk aanzienlijk. Mogelijk wilde men met de op 17 mei 1294 gewijde nieuwbouw het verlies aan betekenis van de Petruskerk compenseren. Het driebeukige kerkschip was voorzien van steunberen en had nog geen zijkapellen. Op 14 februari 1327 vond een grote stadsbrand plaats in München, waardoor bijna één derde van de stad in as werd gelegd. Bij de wederopbouw van 1328 tot 1368 werd de Petruskerk met twee traveeën verlengd en werden de muren van het kerkschip naar buiten verlegd, zodat de steunberen nu binnen de muren vielen waartussen zijkapellen konden worden ingericht. De kerk kreeg eveneens een nieuw gotisch hoogkoor. In de jaren 1379-1386 werden de tweelingtorens gesloopt en tussen de beide resterende stompen één enkele toren gebouwd.

Nadat op 24 juli 1607 de toren door blikseminslag werd getroffen kreeg de Sint-Petruskerk de huidige renaissancespits. Het oostelijke gotische koor werd in 1630 gesloopt en vervangen door het barokke koor. Daarna werd het kerkschip door Hans Heiß onder handen genomen en in barokke vormen getransformeerd. Ook in de 18e eeuw zette de barokkisering van de kerk zich voort. Nikolaus Gottfried Stuber realiseerde samen met Egid Quirin Asam het nieuwe hoogaltaar. Johann Baptist Zimmermann zette zijn handtekening onder de fresco's op het plafond en in blindnissen van het kerkschip en het stucwerk in het koor en kerkschip.