Будаўніцтва храма пачалося ў 1413 годзе. У 1624 годзе былі пабудаваны галоўны неф і вежы, пры гэтым храму былі нададзены барочныя рысы. Будаўніцтва храма было канчаткова завершана ў 1655 годзе.
Храм мае ў даўжыню 84 метра і ў шырыню 34 метра. Ад першапачатковага гатычнага касцёла больш-менш захавалася бадай што толькі ўсходняя частка: апсіда і прэзбітэрый. Іх даволі тонкія сцены ўмацаваны гранёнымі контрфорсамі, перакрыцце ўтвараюць вытанчаныя познегатычныя сотавыя скляпенні. Вежа на галоўным фасадзе храма так званага «сармацкага» тыпу мае больш позняе паходжанне.
Kauno Šv. Apaštalų Petro ir Pauliaus arkikatedra bazilika: monografija / Vaida Kamuntavičienė, Nijolė Lukšionytė-Tolvaišienė, Laima Šinkūnaitė, Rima Valinčiūtė-Varnė. — Kaunas: Kauno arkivyskupijos muziejus, 2008. — 171 p.: iliustr. — ISBN 978-9955-9608-3-6