In den 60er Jahren des 19. Jahrhunderts beschlossen die Bewohner von Schurawljowka, einen Tempel zu bauen, was mit dem schnellen Wachstum der Stadt und der Eingliederung ihres Gebiets in deren Grenzen verbunden war. Die Bevölkerung von Schurawljowka sowie der umliegenden Höhlen und Dörfer, die später Teil der Petrus-Paulus-Gemeinde wurden, nahm zu. Schätzungen zufolge gab es etwa 3000 Gemeindemitglieder, darunter staatliche Bauern, Bürger, Kaufleute und Adelige.

Die Gemeindeveranstaltung beschloss, eine Kirche zu Ehren der Apostel Peter und Paul zu errichten, da es in der Stadt keinen Tempel gab, der diesen Heiligen gewidmet war, und die Altäre in anderen Kirchen repariert werden mussten oder zerstört waren. Zuvor besuchten die Bewohner von Schurawljowka die Kirche der Geburt der Heiligen Gottesmutter. Die Initiatoren des Baus waren die Gemeindemitglieder, die den Bauausschuss leiteten. Unter ihnen waren die charkower Kaufleute Ivan Vasilievich Jakovlev mit seiner Frau Pelageja, Alexei Ivanovich Lewtschenko, Ivan Gavrilovich Wichrew, Anna Ilinichna Tschetscherina und der Bauer Dmitri Petrowitsch Stronow. Im Jahr 1870 vermachte Ivan Vasilievich Bolotow 25.000 Rubel für den Bau der Kirche, die nach seinem Tod als erste errichtet werden sollte. Bolotow, ein Kaufmann erster Gilde, betrieb Handel und spendete für Kirchen, entschied sich jedoch am Lebensende, ein großes Projekt zu unterstützen. Zu dieser Zeit war es unter den Reichen üblich, große Summen für wohltätige Zwecke zu hinterlassen, was als nationale Eigenschaft der Sloboda betrachtet wurde.

Nach der Einreichung eines Antrags bei der Konsistoriale wurde das von einem Diözesanarchitekten entwickelte Projekt der Kirche genehmigt, und 1872 begann der Bau. Der Bauausschuss, dem die Kaufleute Jakovlev und Lewtschenko sowie der Bauer Stronow angehörten, erwarb ein Grundstück von der Generalin Kozljaninova für den Bau der Kirche. Später wurde ein weiteres Grundstück für das Pfarrhaus und das Diakonat gekauft. Der Grundstücksplan und die Kaufurkunde wurden 1882 von dem ersten Pfarrer der Petrus-Paulus-Kirche, Nikolai Pantelimonov, an die geistliche Konsistoriale übergeben.

Bis 1875 war die Kirche in Form eines Schiffes mit drei Altären erbaut. Auf der Südseite wurde ein Haus für die Pfarrschule errichtet. Am 21. September 1875 weihte Erzbischof Savva den nördlichen Seitenaltar, wo der Altar zu Ehren des seligen Basilius, des himmlischen Schutzpatrons von Basilius Bolotow, stand. Den Hauptaltar zu Ehren der Apostel Peter und Paul weihte Bischof Weniamin am 5. September 1876. Der letzte Altar zu Ehren Johannes des Täufers und der Märtyrerin Pelageja, den Schutzpatronen der Kaufleute Jakovlev, weihte Erzbischof Ambrosius am 12. Oktober 1886. Die Kirche wurde durch Spenden unterstützt, die 4850 Rubel einbrachten. Die Fresken im Inneren der Kirche malte der Moskauer Künstler Ivan Tscheljapow.

Im Jahr 1902 entstand auf dem Gelände der Kirche eine Pfarrschule, die später an die Stadt überging. 1907 wurde der Bau einer kirchlichen Schule diskutiert. Kostenlose Bildung war ein wichtiger Schritt zur allgemeinen Bildung. Im Jahr 1896 gab es in Schurawljowka und Umgebung nur eine Sonntagsschule an der Kirche, in der Lesen, das Gesetz Gottes, Arithmetik und andere Fächer unterrichtet wurden.

Im Dezember 1909 fand in der Kirche die erste Versammlung des „Kreises der Eiferer der Orthodoxen Kirche“ statt, die 250 Personen interessierte. 1910 blieb die Cholera der Gemeinde fern. 1917, mit dem Beginn der Revolution, veränderten die Bolschewiki den gewohnten Lebensstil, indem sie Dekrete über die Trennung von Kirche und Staat, das Verbot von Prozessionen und den Unterricht des Gesetzes Gottes erließen. Die Gemeindemitglieder versuchten, eine Prozession abzuhalten, aber die Behörden verboten dies.

Mit dem Einmarsch der deutsch-gajdamakischen Truppen setzten die Bolschewiki ihre Agitation fort, aber ihre Aufrufe fanden keinen Widerhall. Im August 1919 nahmen die Gemeindemitglieder an einem Gottesdienst zur Befreiung der Stadt von den Bolschewiki teil. Der Protopresbyter Nikolai Smirnov schrieb, dass mit der neuen Macht das Leben begann, sich zu stabilisieren.

Die Petrus-Paulus-Kirche funktionierte bis 1937, als ihr Pfarrer Andrei Tolmatschew verhaftet und 1938 erschossen wurde. 1945 wurde die Kirche von den Behörden registriert, und die Gottesdienste wurden wieder aufgenommen. Während des Krieges wurde die Kirche durch ein Feuer, das von sich zurückziehenden Bolschewiki gelegt wurde, beschädigt und von den Deutschen als Scheune genutzt.

Die Kuppeln der Kirche wurden durch neue, größere ersetzt, und sie wurde fünfkuppelig. Im Inneren wurden Restaurierungsarbeiten durchgeführt, elektrische Verkabelung installiert, Wasser verlegt und der Boden wurde aus Holz. Das Gelände der Kirche wurde verschönert.

Im Jahr 2003 begannen die Restaurierungsarbeiten. Die Kirche wurde verputzt und weiß gestrichen, ein neuer Boden verlegt und die Malerei begonnen. In den Jahren 2004-2006 wurde die Malerei im akademischen Stil abgeschlossen. Im Jahr 2004 wurden Arbeiten im Altar durchgeführt, ein neuer Ikonostase und ein schmiedeeisernes Geländer installiert. Abends wird die Kirche durch künstlerische Beleuchtung geschmückt, was sie zu einer der Sehenswürdigkeiten von Charkow macht.