Die Peterskirche ist die älteste Kirche Heidelbergs und sogar noch vor der wahr­schein­lich 1220 oder etwas früher erfolg­ten Stadtgründung erbaut worden: 1196 ist St. Peter aus einer Urkunde erschließ­bar, die gleich­zei­tig die erste urkund­li­che Erwähnung der Ortschaft Heidelberg dar­stellt. Von dem spät­ro­ma­ni­schen Kirchenbau sind jedoch kaum Überreste erhal­ten. 1396, 1496 und 1896 sind weitere wich­ti­ge Daten der Geschichte der Peterskirche.
 
1396 starb der Gründungsrektor der Universität, Marsilius von Inghen (1340–1396); er wurde in der Peterskirche, wahr­schein­lich in der Nähe des dama­li­gen Hochaltars im Chorraum bestat­tet — seit 2011, zum 625. Jubiläum der Universität, erin­nert eine Gedenkplatte an ihn.
 
In den heu­ti­gen Ausmaßen ent­spricht die Kirche in etwa den spät­go­ti­schen Erweiterungen und Neubauten, die im März 1485 unter Kanzler Alexander Bellendörfer began­nen und 1496 abge­schlos­sen wurden. Sein Grabmal ist auch das älteste im Kircheninnern (in der Gebetskapelle) erhal­te­ne.
 
Insgesamt sind 90 Epitaphien im Innenraum der Kirche und weitere 66 an den Außenwänden zu sehen. Zahlreiche Grabmäler des Adels, der Hofbeamten und der Universitätsangehörigen sind erhal­ten.
 
Im 19. Jahrhundert wurde die Peterskirche, nachdem sie zwi­schen­zeit­lich einer, von den Romantikern aller­dings gelieb­ten, von Efeu über­wu­cher­ten Ruine gleich­kam, in Stil der Neogotik neu auf­ge­baut. Dem ent­spricht noch der heutige Innenraum.
 
Zwar war die Peterskirche von Anfang an mit der Universität ver­bun­den (1400–1554 übte diese das Patronatsrecht aus), jedoch wurde sie erst ab 1838 für regel­mä­ßi­ge Seminargottesdienste genutzt. Seit 1896 ist sie Universitätskirche. Auch heute werden in ihr an den Sonn- und Feiertagen evan­ge­li­sche und manch­mal auch öku­me­ni­sche Universitätsgottesdienste gefei­ert.
 
Zahlreiche Konzerte, Ausstellungen, Podiumsdiskussionen und andere Veranstaltungen finden hier regel­mä­ßig statt.
 
Das Kirchengebäude gehört heute der Evangelischen Stiftung Pflege Schönau.
 
Seit der großen Innenrenovierung (2004/2005) und dem Einbau von moder­nen Kirchenfenstern von Johannes Schreiter (2006, 2010–2012), ist die Kirche ein heller, offener und künst­le­risch gestal­te­ter Raum, der zu eigenen Erkundungen einlädt.