В 1884 году настоятель Свято-Троицкой церкви города Челябинска, протоиерей Иоанн Днепровский привез в город мощи святого апостола Андрея Первозванного и великомученика Пантелеимона. Иноки Андреевского скита Святой горы Афон в Греции пожертвовали эти реликвии Свято-Троицкому храму в вечное владение.

Русский Андреевский скит торжественно открылся 22 октября 1849 года. Он насчитывал 14 храмов, в том числе древнюю церковь апостола Андрея Первозванного и преподобного Антония Великого. Для привезенных мощей был специально изготовлен ковчег. Клеймо позволяет датировать его последней четвертью XIX века и определить место изготовления — Санкт-Петербург. Ковчег находился в алтаре Свято-Троицкой церкви, о чем свидетельствует опись имущества храма за 1891 год.

Ковчег имеет прямоугольную форму, изготовлен из металла желтого цвета и серебра 84-й золотниковой пробы в техниках ковки, чеканки и резьбы. Корпус со съемной крышкой располагается на ножках в виде лап животного. Стенки и углы ковчега украшены накладным растительным декором. На крышке размещается скульптурное изображение головы Андрея Первозванного в окладе. В ее лобной части находились частицы мощей святого.

Оклад состоит из двух съемных частей: венца и покрывала, украшенного резным растительным декором. Над головой святого расположено углубление, в которое помещен ковчежец с частицами святых мощей великомученика Пантелеимона. Ковчег для мощей апостола Андрея Первозванного и великомученика Пантелеимона является настоящим произведением русского искусства конца XIX века.
  
В 1929 году Свято-Троицкий храм закрыли, а церковное имущество конфисковали. В 1929 году в здании музея состоялась антирелигиозная выставка, на которой, среди других предметов культа, был представлен ковчег в разобранном виде. С 1930-х годов православная реликвия находилась в фондохранилищах музея. В 2006–2007 годах ковчег с серебряной главой апостола Андрея Первозванного занял свое место в экспозиционном пространстве — в разделе «История православия на Южном Урале».