Auf dem Pestfriedhof der Stadt wurde die Petrikirche anstelle einer 1295 bereits in Verfall geratenen Kapelle errichtet. Der Bau begann etwa 1352. Wenige Jahre später, 1356, wird die bestehende Kirche erwähnt. Sie war der Deutschordenspfarrei St. Marien der Neustadt inkorporiert. Über die liturgische Betreuung wurden 1371 Vereinbarungen beurkundet. Selbständige Pfarrei wurde St. Petri erst in der Neuzeit. Das spätgotische Bauwerk mit 5/8 Chor hat mehrfache Veränderungen erfahren. Anstelle des im Stadtbrand von 1422 eingestürzten Gewölbes wurde zunächst eine Flachdecke eingefügt. Abbruchmaterial von der aufgegebenen Johanniskapelle am Blobach wurde 1577 für eine neue Vorhalle verwendet. Zwischen 1893 und 1895 erhielt St. Petri seine heutige Gestalt durch eine Wiedereinwölbung im Kircheninneren und die Verlängerung des Schiffs nach Westen mit einer neuen Fassade.

Die Pfarrgemeinde von St. Petri ließ 1927 das nordöstliche Seitenschiff zu einer Gedenkkapelle für die Opfer des 1. Weltkriegs ausgestalten. Die Tafel mit den Namen der Gefallenen wurde von Steinmetzen der Hausteinwerke Carl Schilling gefertigt. Den Auftrag für das vorgesetzte Denkmal erhielt der Mühlhäuser Bildhauer Walter Krause (1891-1967), der eine zentrale Figur als „Empörter Christus“ schuf. Vor Augen tritt der Erlöser ohne ikonographische Attribute seiner Göttlichkeit ganz als Mensch, der sich angesichts des massenhaften sinnlosen Tötens aufbäumt. Die Darstellung steht in einem gewissen Widerspruch zur Sinnzuschreibung der Gedenktafel mit ihrer Überschrift „Wie sind die Helden gefallen und die Streitbaren umgekommen?“, der ähnlich auch in Krauses Werk selbst zutage tritt, das im Sockel das Vaterunser zitiert: „Dein Wille geschehe“. Die Heldenverehrung als Teil der Bewältigungsversuche des Weltkriegstraums in der Weimarer Republik finde in der Gesamtkomposition der Gedenkkapelle in St. Petri einen christlich-ethischen Kontrapunkt. Die Motivwahl des sich aufbäumenden Erlösers für dieses Denkmal hat bereits in der Entwurfsphase weit über Mühlhausen hinaus Aufmerksamkeit gefunden. So schrieb Käthe Kollwitz (1867-1945) an Walter Krause: „Der Gedanke, einen empörten Christus als Gefallenenehrung für eine Kirche zu machen, ist schön und mutig. […] Alle, denen der Krieg Leid brachte, werden Sie verstehen.“