Холм, на котором был возведён собор, расположен у реки Эмайыги. Ранее на нём располагалась одно из крупнейших укреплений эстонских язычников. Стратегическое расположение места позволяет предположить, что оно было заселено с древнейших времён. В 1224 году языческая крепость была уничтожена христианскими завоевателями из Ливонии. Сразу после победы, христиане приступили к строительству крепости, Castrum Tarbatae, в которой расположился епископ. Остатки древних стен обнаруживаются при археологических раскопках.
Строительство готического собора на северной стороне холма предположительно началось во второй половине XIII века. Вокруг него расположилось кладбище и дома служителей культа. Собор освятили в честь святых Петра и Павла, бывших покровителями Тарту. Собор стал центром Дерптского епископства, а его здание заняло место в ряду крупнейших религиозных строений Восточной Европы.
