W 1777 roku kościół św. Piotra i Pawła stał się kościołem biskupim diecezji w Brnie, nowo utworzonej przez papieża Piusa VI. Z tej okazji wnętrze kościoła przebudowano w stylu barokowym. Formę barokową nadano także fasadzie kościoła. Z tego okresu pochodzi między innymi monumentalna barokowa ambona.
W latach 1889–1891 kościół regotyzowano, zbudowano nową neogotycką fasadę i dodano we wnętrzu nowy, jedenastometrowy ołtarz. Przebudowano w stylu neogotyckim zakrystię i częściowo kaplicę Matki Boskiej. Z tego okresu pochodzą również witraże przedstawiające sceny z życia patronów kościoła, św. Piotra i Pawła. Charakterystyczne wieże, zostały zbudowane w latach 1901–1909 przez architekta Augusta Kirsteina z Wiednia. Na początku wieku dobudowano również zewnętrzną ambonę, tzw. „Kapistránkę”, po lewej stronie głównego wejścia, nazwaną na cześć franciszkanina św. Jana Kapistrana.
Południowy dzwon w katedrze nie dzwoni o godzinie 12:00, ale godzinę wcześniej, o godzinie 11:00. Legenda głosi, że Szwedzi obiecali zakończyć oblężenie miasta w południe 15 sierpnia.