Костел Святого Лаврентия находится на холме Петржин, который был признан славянами-язычниками местом святейшего огня, поэтому логично появление на его вершине христианской каменной святыни. Данный холм считался местом скопления духов, ведь по легендам — в пламени огня появляются загадочные фигуры и явления, язычники читали в них знаки, поклоняясь богу Перуну.
Согласно хронике летописца Гайка, уже в 992 году во времена правления Болеслава II, неустанно боровшегося против огней язычников на Петржинском холме, было начато строительство капеллы. Остальные источники (более достоверные) датируют появление капеллы Вышеградского капитула, а затем костела Святого Лаврентия 1135 годом.
Немецкое название Петржина — Laurenziberg, отсюда — название костела.
В 1732 г. костел был причислен к цеху пражских поваров. Год спустя здесь впервые в Чехии проходит ритуальный молебен «Крестного шествия».
В 1735 г. началось расширение костела, продолжавшееся 35 лет.
Барочный облик с куполом и двумя башнями костел приобрел благодаря архитектору-строителю Паллиарди, предположительно, с помощью Динценгофера-младшего.
Закончилось строительство в 1770 г, причем романская капелла была включена в тело здания в качестве сакристия (помещение для хранения даров и церковной утвари).
В 1784 г. костел был упразднен, однако и в дальнейшем использовался пражанами как святыня.
В 1818 г. костел едва не перестроили в обсерваторию (остановило соседство пороховых складов).
В 1839 г. костел был отдан святовитской капитулой Праге, после чего началась реконструкция, которую прервал пожар 1849 г.
Следующий капитальный ремонт здания проходил в 1926 г.
Интерьер костела украшают картины К. Монна и В. Марковского. Скульптуру Святого Лаврентия над западным фронтоном выполнил Ледерер в 1756 г. Современный интерьер, в котором доминирует крест, — работа архитектора Й. Пелцла.
С 1994 г. костел служит в качестве кафедрального храма старокатолической церкви.
