Този храм се намира на най-високата част в болярския град – във старинния квартал Варуша, на ул. „Св. Св. Кирил и Методий”, 31. Църковната летопис гласи, че този Божи дом е дело на прочутия вече майстор Кольо Фичето, като в тази историческа справка за пръв път той бива наричан български архитект. Интересен е и да фактът, че освен архитект и строител Колю Фичето е и църковен дарител на този храм - неговата лепта са два светилника, направени от желязо върху които благодарните съвременници са изписали имената на щедрия ктитор.
През един от зимните месеци султана Абдул Меджит подписва ферман с който удовлетворява молбата на Българската православна община в Цариград за построяване на Божи дом в Търновград. Храмът „Св. Св. Кирил и Методий” започнал да се строи на 10 март 1860 година. Грубият строеж на църквата приключи на 8 октомври на следващата година, а довършителните работи свършват чак на 14 април 1863 година. На 4 октомври 1872 година храмът е тържествено осветен от българския епископ Иларион Макариополски. Подобно на катедралния и този Божи дом е бил изграден в доста кратък срок. Мястото, на което е издигнат, е старо оброчище посветено на Св. Атанасий, затова първоначално църквата е носела неговото име.
Църквата е трикорабна, куполна псевдобазилика с балкон и открит нартекс намиращ се в западната страна. Главния вход на храма се намирал в южната страна. Също така е имало и втори вход, тъй наречен второстепенен вход. Той се намирал в западната страна. Максимално изнесените крила на емпориума (балкона) и централната му площадка илюзорно представят идеята за седемте райски небета.
По време на земетресение което през 1913 година куполите на притвора и над наоса са били разрушени. Трусът разрушил и този красив църковен корниз, изпълнен в характерният за Колю Фичето стил. По-късно църквата „Св. Св. Кирил и Методий” е възстановена, но притворните и наосните куполи не са били построени отново, също и дъговия корниз. Не отстъпват по красота и останалите арки и сводове, които с прецизното око на строителния майстор изящно и хармонично са съединени с кривите линии на балкона. Подът първоначално е бил направен от каменни плочи.
Това е първия за старопрестолния град Божи дом с лята камбана и камбанария над притвора. В южната част на църковния двор се извисява самостоятелна кула с часовник-камбанария. И днес старинния часовников механизъм на кулата, на всеки половин час известява на жителите на квартала точното време. Тя е построена 23 години по-късно от самия храм, което сочи и надписът на бяла каменна плоча. До камбанарията се намира малко гробище, където са погребани свещеници, служели в този православен молитвен дом.
Величествения иконостас в храма е направен през 1872-1874 години от двама майстори-марангози от Калофер, ученици на Ботьо Петков, които по-късно геройски загиват по обсадата на Дряновския монастир, като активни участници в четата на Бачо Киро.
Не може да не се спре вниманието и владишкия дървения трон, украсен с уникално и богато дърворезба. Но всеки, влязъл в храма остава възхитен от старата икона, на който са изобразени сцени от живота на Иисус Христа и Неговата Майка – Дева Мария, както и плащиницата, на който е изобразен Нашия Господ Иисус Христос след разпъването Му на кръста.
В тази възрожденска църква са служили известни български архиереи, сред които Иларион Макариополски, Партений Софийски, Климент Търновски, Антим 1, Йосиф, Филип, Софроний, и еп. Варлаам Драговитски. Днес в храма „Св. Св. Кирил и Методий” служи протойерей Илия Пенков.
През 1964 година храмът „Св. Св. Кирил и Методий” е обявен за архитектурен паметник на културата от национално значение. Преди 13 години, през 1995 година е извършена архитектурна и художествена консервация, с укрепване на конструкцията на камбанарията. През 2005 година от архитект Д. Колева бе изготвен проект за заснемане, консервация, реконструкция и експониране на църквата. Този проект спечели частично финансиране.
Тези, които желаят да им се извърши някаква църковна треба е необходимо да отидат в храма за да се запишат при продавачката на пангара ден и час за извършване на желаната треба и за платят посочената такса.