Первоначально деревянная церковь во имя Сорока мучеников Севастийских была частью Псково-Печерского монастыря и упоминается с XV века. В 1540 году, по инициативе преподобномученика Корнилия, настоятеля монастыря, храм был перенесён из монастыря на так называемый «дворец» — площадь напротив главного входа в монастырь. С этого времени церковь стала первой, встречающей паломников, прибывающих к святыням обители.
В 1581 году, во время осады Псково-Печерского монастыря войсками польского короля Стефана Батория, деревянная церковь была уничтожена пожаром. На её месте вскоре была возведена новая деревянная церковь, которая также была сожжена польско-литовскими отрядами. Третья деревянная церковь, построенная на этом месте, к концу XVIII века пришла в ветхость, что побудило прихожан и духовенство к принятию решения о строительстве каменного храма.
В 1778 году было принято решение о возведении каменной церкви. Строительство завершилось в 1817 году, храм был построен на средства прихожан и пожертвования. Колокольня, отсутствовавшая в первоначальном проекте, была пристроена в 1860 году на средства церковного старосты, купца М.Е. Плешкова. В 1880 году семьёй Плешкова для церкви были приобретены семь колоколов.
Архитектурно храм представляет собой восьмерик на четверике с полусферическим куполом, увенчанным главой. С востока к основному объёму примыкает полукруглая апсида, с запада — прямоугольная трапезная и трёхъярусная колокольня. Фасады украшены пилястрами ордерной системы и профилированным карнизом. Оконные проёмы четверика и притвора имеют лучковые перемычки и наличники в виде плоских рамок, повторяющих форму окон. Оконные проёмы восьмерика с арочными перемычками, над ними — лопастные сандрики. Декоративный барабан восьмерика завершает глава полусферической формы, увенчанная яблоком и крестом.
В 1920–1940 годах, когда город Печоры (тогда Петсери) входил в состав Эстонии, приход храма находился в юрисдикции Константинопольского патриархата. В 1940 году, после присоединения города к Советскому Союзу, приход был принят в Московский патриархат. Несмотря на политические изменения, храм продолжал функционировать, и в 1930-е годы его приход насчитывал до 3 тысяч человек.
Во время Великой Отечественной войны, в период немецкой оккупации (1941–1944 гг.), храм продолжал действовать. Службы проводились регулярно, несмотря на сложные условия военного времени.
В послевоенные годы храм продолжал функционировать, сохраняя своё значение как духовного центра для местных жителей. В настоящее время храм Сорока мучеников Севастийских является действующим приходом Псковской епархии Русской Православной Церкви.
