Собор расположен в очень живописном месте - на холме, где раньше располагался Можайский кремль, построенный в 12 веке. В конце 14 века на территории кремля было построено одно из первых каменных сооружений в городе - собор Николая Чудотворца. В 16 веке кремль сгорел, собор тоже сильно пострадал от пожара. Собор был восстановлен, но в течение времени он снова ветшал, его ремонтировали, поправляли, подновляли....но в 1830-х годах собор в такое аварийное состояние, что его приняли решение разобрать. Жители города сопротивлялись такому решению, встал вопрос об очередном подновлении собора, но в 1844 году здание обрушилось. К счастью, дело было ночью и обошлось без жертв. И тогда было принято окончательное решение собор разобрать и на его месте поставить новый. Так была построена церковь Петра и Павла в 1849 году. Находится она рядом с Ново-Никольским собором.