A település középkorának változatos és néha viharos időszakát lezáró török uralom alatt többször elnéptelenedett Óbuda. 1659-ben a Zichy-család birtoka lett a város, akik a század végétől egyre nagyobb számban telepítették le a katolikus lakosokat. A katolikus közösség összetétele azonban már más volt, mint a korábban jelen lévő. Egyrészről a XVI. században megjelenő reformáció hatására a kereszténység megosztottsága felerősödött. Másrészről azzal, hogy a középkorban kialakult egyházi intézmények megszűntek vagy már nem akartak visszatelepedni, megváltozott a helyi katolikusság képe. Az egyháznak Óbudán ekkor már sem országos jelentőségű intézménye, sem a királynék által támogatott, főúri lányok nevelésében szerepet játszó kolostora nem volt.
A német nyelvterületről áttelepülők első nagyobb szervezett csoportja 1698-ban került Óbudára, majd a XVIII. század folyamán folyamatosan vándoroltak be a településre. A telepesek többsége sváb területekről érkezett, de rajtuk kívül más német és osztrák tartományokból (Frankföld, Bajorország, Stájerország, Alsó-Ausztria, Tirol stb.) is jöttek katolikus vallásúak. A XVII–XVIII. század fordulójára a helyi katolikus vallás tehát az itt élő lakosságon belül elsősorban a német származású földművesek, szőlőművesek vallása lett.
A XVII. század utolsó évtizedeiben a település állandó plébánosának hiánya miatt a lelkipásztori teendőket különböző szerzetesrendek tagjai látták el. Pár évvel később – még a századfordulót megelőzően – önálló plébánosa lett Óbudának, akit egy ideig csak a földesúr jóváhagyásával lehetett kinevezni, ezért ez idő tájt a katolikus lakosság elsősorban a Zichyek hivatalnokának tekintette.
Az 1730-as évektől kezdődően megváltozott a helyzet, és rendeződött a lakosság és a plébánia kapcsolata. Szerződésben rögzítették, hogy az óbudai lelkipásztor teendői között szerepelt a mindennapi vallásos élet szabályozása, a misék celebrálása (havonta legalább egyszer magyarul, a többi alkalommal németül), a plébániai hivatal irányítása, körmenetek tartása, zarándoklatok vezetése, erkölcsös nevelés felügyelete stb.
A XVIII. század elejétől kezdve a katolikusoknak vezető szerep jutott mind a város irányításában, mind a vallásos életben. Ennek egyik első megnyilvánulásaként 1698-ban a Zichyek közbenjárására a reformátusoktól visszakapták a település egyetlen használható, középkori alapokkal bíró templomát. Ez a templom egy toronnyal és órával ellátott, kisméretű építmény volt, amelynek főoltára a grófi család támogatásával készült el. Néhány évtizeddel később már a városi tisztségviselők többsége is a katolikus németek köréből került ki. A XVIII. század közepére a településen teljes mértékben megszilárdult a katolikus egyház szerepe, amit jól érzékeltet, hogy a század közepén Óbuda 3677 lakosának kb. 70 százaléka katolikus volt. Ennek következtében egyre több egyházi intézményt és épületet alapítottak Óbudán.
Az egyre növekvő létszámú katolikus közösség, és a használatban lévő templomépület szerény méretei, illetve rossz állapota miatt Barwick Keresztély Ignác plébános és Genszky Simon városi bíró közreműködésével már 1735-ben gyűjtést szerveztek egy nagyobb templom építésére. Barwick plébános halála következtében azonban az ünnepélyes alapkőletételre közel egy évtized múlva, 1744. július 28-án került sor.
A főhomlokzat, amelynek kivitelezésére Bebo Károlyt, illetve Eberhardt Antalt és Petrovich Józsefet kérték fel, szintén ebben az évben készült el. A belső tér faragásainak és szobrainak többsége – köztük az ország egyik legszebb szószéke – szintén Bebo alkotása.
A XIX. században a gyáripar elterjedésének köszönhetően Óbuda népessége jelentősen megnövekedett, amelynek velejárója lett a vallási élet fellendülése egyletek, iskolák létrehozásával, apácarendek és szerzetesrendek betelepítésével. Cselka Nándor, Óbuda egyik legnevesebb lelkipásztora, akiről a korban egy közismert egyletet is elneveztek, 1878-ban hívta Óbudára az első három vincés nővért, hogy óvodáskorú gyerekek nevelésével foglalkozzanak. A Páli Szent Vince által alapított rend női ágát előbb a Szeretet Leányainak vagy Irgalmas Nővéreknek hívták, később a Szent Lujza Rend elnevezést kapták, ugyanakkor általánosan elterjedt velük kapcsolatban a vincés nővérek, illetve szürke nénék megszólítás is. Óbudai közösségük 1934-ben felvette a Szent Lujza Intézet nevet, és célul tűzte ki a tehetséges és szorgalmas, de szegény sorsú gyerekek nevelését. A következő óbudai plébános, Kirschhofer Károly áldásával nyílt meg 1892-ben a Jó Pásztor szeretetéről nevezett Miasszonyunk leányai kongregáció első magyarországi nevelőintézete a Szőlő utcában. Az intézet célja a megesett fiatalkorú lányok megsegítése, javító-nevelése. A Jó Pásztor nővérek szerzetesházához tartozó templomot 1901-ben szentelték fel.
Fotó: Óbudai Múzeum
A katolikus közösség növekedését és erősödését jelzik azok a templombővítési elképzelések, amelyek a XIX. század közepétől többször felmerültek az óbudai plébániatemplommal kapcsolatban. A legmerészebb elképzelés a templom teljes átalakítását, több melléktorony létrehozását, az épület bazilika méretűvé növelését irányozta elő. Azonban az eredeti arculat megőrzése érdekében ezeket a terveket az egyházközösség és a főváros vezetői elvetették. Kisebb átalakítások így is érintették a templomot, hiszen voltak időszakok, amikor bejáratait szélfogókkal látták el, illetve a kiscelli főoltár elhelyezése érdekében az északi oldalbejáratát még a XVIII. század végén befalazták.
Az Osztrák-Magyar Monarchia felbomlása után, 1919. június 22-én alakult meg hivatalosan az Óbudai Szent Péter és Pál Egyházközség, amelynek első elnöke Mettelka Frigyes MÁV-főfelügyelő volt. Az elkövetkező évtizedekben több kultúrházat létesítettek, és Óbudai Egyházközségi Tudósító címmel saját újságot adtak ki. Mindemellett a lakosság nagymértékű növekedése megkövetelte, hogy a kerületben több önálló lelkészség is létesüljön (Rómaifürdői plébánia, Újlaki plébánia Tímár utcáig való bővítése, Szentendrei úti plébánia, Vörösvári úti lelkészség), így a plébánia vonzáskörzete ebben az időszakban jelentősen csökkent. Az aktív egyházi életet tovább színesítették az 1920-ban Óbudára települő szaléziak, akikre Csernoch János bíboros-hercegprímás a Fischer Ágoston által alapított, árva gyerekek gondozásával foglalkozó Senki Fiai Otthon és a hozzá tartozó kápolna fenntartását és vezetését bízta.
A II. világháború folyamán Óbudához és a lakossághoz hasonlóan a templomot is súlyos veszteségek érték, megsérült a szentély és a tetőszerkezet, a vörösréz toronysisak pedig megsemmisült. Jóllehet a templom épületét érintő háborús károkat 1957–58-ban kijavították, és rekonstruálták a toronysisak eredeti barokk formáját, a kialakuló diktatórikus rendszer folyamatosan arra törekedett, hogy minél erőteljesebben leszűkítse a vallásos élet területét, korlátozza az egyházak szerepét. Általánossá vált a hitoktatás akadályozása, az egyházi rendezvényekről való jelentések készítése és a papság zaklatása.
A szerzetes- és apácarendek sem kerülhették el sorsukat. A Jó Pásztor nővérek által működtetett javítóintézetet 1948-ban államosították, majd két évvel később a rendet feloszlatták, a templomot pedig az Esztergomi Főegyházmegye vette át. Annak ellenére, hogy 1948-ban államilag betiltották a szerzetesrendek működését, a vincés nővérek még két évig itt élhettek, de már nem taníthattak, majd 1950-ben egy este alatt Egerbe költöztették át őket. 1950 szeptemberében a szalézi rend működését is felfüggesztették, így el kellett hagyniuk az intézetet és ezzel együtt Óbudát. A viharos körülményeknek köszönhetően folyamatosan csökkenő létszáma ellenére Óbuda ezekben az évtizedekben is kiemelkedő szerepet játszott a katolikus vallási életben, és a főplébánia egyike volt Budapest legmeghatározóbb katolikus gyülekezeteinek.
Az 1990-es évektől kezdve ismét fellendült a katolikus közösségi élet, amelynek eredményeként két új harangot szenteltek fel (amelyek jelzik a templom június 29-i búcsúját, február 3-i és szeptember 8-i szentségimádását), átadták a Péter-Pál Házat, illetve a templom melletti téren egy szakrális és világi dallamokat játszó harangjátékot avattak fel.