В 1994 году в поселке Рыбачий была образована православная община, что стало первым шагом к возрождению духовной жизни в этом закрытом административно-территориальном образовании. В 1998 году местной администрацией было выделено помещение под строительство церкви, и в декабре того же года епископ Камчатский Игнатий совершил чин освящения гарнизонного храма в честь святого апостола Андрея Первозванного. В 2002 году помещение храма было передано в собственность прихода.
Здание, в котором разместился храм, было построено в конце 1950-х годов как котельная для трех близлежащих домов. В 1974 году котельную закрыли, а с 1982 года в здании находился магазин Военторга "Детский мир". Таким образом, здание прошло несколько этапов переоборудования, прежде чем стать местом для богослужений.
В 1999 году храм получил статус гарнизонного, что подчеркнуло его особое значение для военнослужащих и их семей. Апостол Андрей Первозванный является небесным покровителем Российского Военно-морского флота, что обусловило выбор его имени для храма. Храм стал центром духовной жизни для моряков-подводников и их семей, а также для других жителей Вилючинска.
В 2019 году началась подготовка к строительству нового гарнизонного храма в честь апостола Андрея Первозванного. В сентябре того же года был залит фундамент нового здания. Строительство осуществлялось на пожертвования семей моряков-подводников, а также при поддержке Фонда «Помощи экипажам ракетных подводных крейсеров стратегического назначения "Екатеринбург" и "Верхотурье"».
Архитектурные особенности нового храма включают элементы, символизирующие связь с Военно-морским флотом России. На дверях храма изображены флаг и гюйс, проекты кораблей «Антей» и «Борей», а также якоря Холла. Эти элементы отражают дислокацию в Вилючинске 25-й и 10-й дивизий подводных лодок, соответственно.
16 сентября 2023 года Патриарх Московский и всея Руси Кирилл совершил на Камчатке чин малого освящения Свято-Андреевского храма в городе Вилючинск. В мероприятии приняли участие губернатор Камчатского края, архиепископ Петропавловский и Камчатский, командующий подводных сил Тихоокеанского флота, военнослужащие, прихожане, учащиеся общеобразовательных школ и воспитанники воскресной школы храма апостола Андрея Первозванного.