По общему признанию исследователей, церковь святых первоверховных апостолов Петра и Павла является выдающимся памятником русской церковной архитектуры конца XIX века. Архитектором Густавом Видерманом был взят за основу проект академика Ухтомского, созданный за сорок лет до того, когда впервые появилась идея создания русского храма на этом известнейшем курорте. Но этот проект был существенно переработан. Создатели карлсбадского храма решили построить курортную церковь в неорусском стиле, получившем в конце XIX столетия широкое распространение. В результате храм в Карловых Варах представляет собой пятикупольную постройку с колокольней. Купола луковичные. Центральный купол был позолоченным. Длина храма с колокольней составляет 41 метр, высота колокольни – 40 метров, высота храма под куполом – 21 метр. Стены храма украшены лепниной.
Особенностью внутреннего убранства храма являются витражи. Всего здесь двадцать одно окно с цветными стеклами. Пять из них представляют собой иконографические изображения, причем три из них расположены в алтарной части: Господь Вседержитель, попирающий крестом главу змия (на Горнем месте), святитель Иоанн Златоуст (со стороны жертвенника) и святитель Василий Великий (со стороны ризницы). В основной части храма с южной и северной сторон расположены оконные витражи с изображениями двух чешских святых – князя-мученика Вячеслава и княгини-мученицы Людмилы.
Ко дню освящения храма были изготовлены шесть колоколов для храмовой колокольни. Они были отлиты в Ярославле, на заводе П. И. Оловянишникова с сыновьями. Медь на отливку колоколов была выделена из пушечного лома по распоряжению Государя Николая II. Оловянишниковы согласились выполнить все работы бесплатно. К сожалению, эти колокола не сохранились. После начала Первой мировой войны они были конфискованы австрийскими властями, увезены в Вену и переплавлены. Тогда же была снята позолота с куполов храма. Лишь после Второй мировой войны, в годы настоятельства протоиерея Алексия Ветвицкого, прихожанам храма удалось установить на звоннице храма четыре колокола, взятых из разрушенных католических часовен.
Первым настоятелем ново-построенного храма во имя святых первоверховных апостолов Петра и Павла в Карловых Варах с 1897 по 1901 год был протоиерей Николай Апраксин. При нем храм достраивался, превращаясь в настоящее произведение искусства.
Особое место в истории храма занимает протоиерей Николай Рыжков. Это человек, при котором храм не только стал еще краше (в 1903 году были перекрыты медью четыре малых купола, а в 1908 году по благословению епископа Кронштадтского Владимира крыша храма была перекрыта оцинкованным железом), но и превратился в центр духовной жизни. При нем в помещении под храмом была создана библиотека с читальным залом, в которую граф М. М. Толстой пожертвовал книги русских классиков. После каждого воскресного или праздничного богослужения отец Николай приглашал всех прихожан в зал под храмом на чашку чая. Отец Николай Рыжков являлся также настоятелем храма Святителя Николая в Праге и по поручению Всероссийского посольства в Вене выполнял обязанности консула.
В первые же дни Первой мировой войны отец Николай был арестован и после 22 месяцев заключения в венской тюрьме приговорен к смертной казни. Однако благодаря ходатайству Испанского короля Альфонса (посольство Испании в Вене представляло во время Первой мировой войны интересы России) австрийское правительство помиловало отца Николая с условием, что он будет обменен на интернированного тогда в России униатского митрополита Андрея (Шептицкого). После выезда Шептицкого из России австрийские власти 19 июля 1917 года выпустили протоиерея Николая из тюрьмы. Он прибыл в Петроград, где скончался в 1920 году. Здоровье его было подорвано в венской тюрьме.
На протяжении всей войны храм был закрыт. После ее окончания в нем начались богослужения, но только по воскресным и праздничным дням, во время курортного сезона. Службы совершали священники, приезжавшие из Праги.
В период между двумя мировыми войнами храм находился в юрисдикции митрополита Евлогия (Георгиевского) и управлялся епископом Пражским Сергием (Королевым). В 1946 году настоятелем храма был назначен протоиерей Алексий Ветвицкий, который служил здесь до 1973 года. В 1948 году в Карловых Варах открылась православная Духовная семинария, отец Алексий стал первым ее ректором. Через два года семинария была переведена в Восточную Словакию, в город Прешов, и переименована в Православный богословский факультет.
В 1951 году храм перешел в юрисдикцию Чехословацкой Православной Церкви в связи с получением ею от Русской Православной Церкви автокефалии, но уже в 1979 году по просьбе Митрополита Пражского Дорофея вернулся в ведение Московской Патриархии. Тогда здесь было устроено Подворье Русской Православной Церкви, первым настоятелем которого был назначен архимандрит Владимир (Иким, ныне митрополит Омский и Таврический). При нем в храме начались реставрационные работы, в которых здание давно нуждалось. В храме появились росписи карловарского художника Милана Крауза и приглашенных иконописцев из Москвы — Ю. Д. Милашова, В. Ф. Виноградова, Б. В. Андреева, С. А. Мерзлякова и протоиерея Герасима Иванова.
Далее настоятелями Подворья Русской Православной Церкви в Карловых Варах были —
с 1988 по 1991 год — епископ Каширский Феофан (ныне архиепископ Берлинский и Германский);
с 1991 по 1996 — епископ Серпуховской Илиан (Востриков);
с 1996 по 2001год — протоиерей Василий Тарасов;
с 2001года по 2006 — протоиерей Геннадий Будько.
С 11 апреля 2006 г. настоятелем Подворья Русской Православной Церкви в Карловых Варах, Представителем Русской Православной Церкви при Православной Церкви в Чешских землях и Словакии является протоиерей Николай Лищенюк.
В 2007 г. Подворье получило официальную регистрацию Чешского государства.
