Die heutige Kirche hat vier Vorgängerbauten: Vorromanisch im 9. Jahrhundert (Grundmauern unter dem heutigen Chor noch sichtbar), frühromanisch im 10. Jahrhundert, spätromanisch zirka 1200 (untere Turmhälfte mit Chor erhalten), spätgotisch um 1450 (obere Turmhälfte erhalten).
Im Mittelalter war St. Peter – die einzige Pfarrkirche der Stadt Zürich – das Zentrum einer Grosspfarrei. Das Landdiakonat St. Peter gehörte zum Bistum Konstanz und umfasste Ländereien von der Linthquelle bis zur Mündung der Limmat in die Aare. Das Einzugsgebiet wurde ab der Reformation bis 1882 in Etappen verkleinert. 2019 kam die Gemeinde zum Kirchenkreis eins, Altstadt, der Kirchgemeinde Zürich. Die Kirche geht auf die zweite Christianisierungswelle in Zürich zwischen 600 und 800 zurück. König Ludwig der Deutsche – ein Enkel Karls des Grossen – schenkte sie 857 mit ihrem Umgelände seinen Töchtern Hildegard und Berta, der Äbtissin und ihrer Stellvertreterin des Fraumünsterklosters nach dessen Erhebung zur Reichsabtei.