Храм во имя святых равноапостольных Кирилла и Мефодия, учителей словенских, расположен в колокольне Крестовоздвиженского собора Санкт-Петербурга. Колокольня была возведена в 1804–1812 годах по проекту архитектора Алексея Ивановича Постникова в стиле ампир. Сооружение имеет высоту около 60 метров и состоит из четырех ярусов, увенчанных шпилем. В нишах колокольни размещены скульптуры апостолов Петра и Павла, а верхняя часть украшена гипсовыми изображениями восьми апостолов, нижняя — четырьмя. Кованые железные решетки, изготовленные кузнечным мастером Федором Мартьяновым, были установлены в пролеты в 1853 году.
В 1872 году староста Крестовоздвиженского собора купец Иван Ильич Шигалёв в память о скончавшейся супруге инициировал устройство церкви под сводами колокольни. Проект храма разработал архитектор Людвиг (Лев) Федорович Бульери. Освящение церкви состоялось 2 февраля 1878 года митрополитом Исидором. Храм был посвящен святым Кириллу и Мефодию, просветителям славян, и располагался во втором ярусе колокольни. Доступ в церковь осуществлялся по каменной лестнице, насчитывающей 40 ступеней.
В советский период храм был закрыт, богослужения прекращены. В 1991 году церковь возвращена верующим, и в том же году возобновлены богослужения. Официальное освящение храма после восстановления совершено 24 мая 1992 года в престольный праздник святых Кирилла и Мефодия. Колокольня Крестовоздвиженского собора, включая храм святых Кирилла и Мефодия, является значимым архитектурным элементом ансамбля собора и градостроительной доминантой района.
Крестовоздвиженский собор, частью которого является колокольня, имеет давнюю историю, восходящую к первой половине XVIII века. Первоначально на этом месте находилась деревянная церковь, замененная каменным храмом в 1747–1749 годах. В 1848–1851 годах собор был перестроен архитектором Егором Ивановичем Диммертом. В 2000 году Крестовоздвиженский собор получил статус казачьего.