Ныне утраченный памятник церковной архитектуры — храм во имя святых апостолов Петра и Павла — был выстроен в Петровском Заводе вскоре после его основания. Первую деревянную церковь заложили в 1793 году и освятили в октябре 1794 года. К 1830 году, когда в петровск-заводскую тюрьму перевели декабристов, церковь сильно обветшала, а её колокольню повредила молния. Значительную сумму на строительство нового храма пожертвовали именно декабристы. Новый храм освятили в 1837 году.
Здание с колокольней возвели на каменном фундаменте. Оно имела два этажа и форму креста в плане. Крышу покрыли железом, наружные стены обшили тёсом и побелили. Высокий потолок, выкрашенный в голубой цвет, поддерживали деревянные колонны. Помещения отапливались двумя голландскими печами. Перед алтарём находился трёхъярусный резной иконостас. Несколько икон написали по заказу жён декабристов в Императорской Академии художеств.
Церковь, стоявшую на горе близ заводского пруда, отлично было видно из любой точки города. Она была главной высотной доминантой Петровского Завода, а затем Петровска-Забайкальского.
При Советской власти храм оставался действующим до начала 1930-х годов, затем его закрыли. Осенью 1938 года церковь полностью сгорела. В 1980 году на её месте установили памятную стелу с именами декабристов и членов их семей, похороненных на церковном кладбище. До наших дней сохранилась икона «Тайная Вечеря», написанная для Петропавловской церкви в 1830-е годы. Сейчас она находится в местном Музее декабристов.