Корректно: Петропавловский собор. Правило, о котором Вы пишете, к сожалению не вполне отражает закономерности, действующие в области написания сложных прилагательных. Уточненные правила можно прочитать в информационно-поисковой системе «Орфографическое комментирование русского словаря», см. параграфы 47–51.
Слово собор в значении 'храм' пишется со строчной буквы: собор Преображения Господня. С прописной буквы слово собор пишется только в названиях церковных праздников.
Верно написание со строчной: Было принято решение созвать церковный собор. Слово собор в значении 'собрание высшего христианского духовенства' всегда пишется со строчной буквы, словосочетание церковный собор не является названием уникального мероприятия и тоже пишется со строчной буквы.
Ваш вопрос неясен.
