Первые куранты первого деревянного Петропавловского собора были созданы для временной колокольни русским мастером Никифором Архиповым и установлены в 1704 году в верхней её части.
Позже, в 1712 году, вокруг деревянного собора был заложен каменный, строительством которого руководил архитектор Доменико Трезини. После путешествия по Европе Пётр I привёз с собой из Голландии другой карильон, который и установили в часах на шпиле Петропавловского собора. Высота собора составляла 112 метров, что было выше колокольни Ивана Великого у Московского Кремля.
Пожар 1756 года уничтожил шпиль и голландские часы.
Новые были найдены вновь в Голландии и в 1760 году они были доставлены специальным рейсом на судне в Петербург.
Но собрали куранты только в 1776 году, тогда же установили
4 циферблата диаметром по 2 метра.
В 1853 году потребовался ремонт главных часов столицы, за него взялись московские братья Бутенопы, сейчас именно эти часы показывают время и играют мелодии для жителей и гостей Санкт-Петербурга.
В 1857-1858 годах деревянные конструкции шпиля заменили металлическими. После конструктивных изменений высота шпиля выросла на 10,5 метров. Часы были установлены на своё место, у них также появилась минутная стрелка (до этого четверти часа отбивали колокола).
В 17-18 веках в качестве гимна использовалась церковная мелодия композитора Дмитрия Бортнянского "Коль славен наш Господь в Сионе". Куранты и сейчас исполняют её каждый час.
Позже был принят официальный гимн Российской империи "Боже, царя храни", он также до сих пор исполняется каждые 6 часов.
Всего два раза за свою историю куранты Петропавловского собора останавливались на длительное время — после переворота 1917 года и во время Великой Отечественной войны.
В советское время куранты пытались настроить на исполнение "Интернационала", но безуспешно, с 1952 года — они начали исполнять Гимн СССР.
Механизм часов-курантов вместе со всеми шестерёнками, музыкальными барабанами, валами и тросами занимает площадь около 3х3 метров в специальном помещении на высоте 45 метров от уровня земли, в нём всегда поддерживается положительная температура.
В 2001 году в колокольне установили подарок бельгийской провинции Фландрии — 51 колокол на 4 октавы, в дополнение к другим колоколам. Благодаря им с колокольни собора раздаётся уникальный трёхуровневый звон. В 1970-1971 годах Ленинградский филиал государственного института по проектированию театрально-зрелищных предприятий "ГИПРОТЕАТР" выполнял проект реставрации курантов Петропавловского собора по заказу Государственного музея истории Ленинграда, которому было передано здание собора в 1954 году.
В настоящее время в Императорском Петропавловском соборе служатся царские панихиды в дни памяти российских государей, проходят постоянные богослужения по согласованию
с Государственным музеем истории Санкт-Петербурга.