La iglesia de madera, dedicada a los santos apóstoles Pedro y Pablo, se menciona en el "Libro de Posesiones de la Ciudad de Tula de 1624 y 1685", publicado por I. P. Zajarov. Según los relatos de los habitantes locales, registrados en el siglo XIX por N. F. Andreyev, originalmente aquí se encontraba la capilla de Pedro en la calle del mismo nombre. Fue nombrada en honor al ícono de Pedro y Pablo que se encontraba en su interior. Para 1734, la iglesia estaba muy deteriorada y fue desmantelada. Dos años después, en su lugar se construyó un nuevo templo de piedra, que en 1802 fue remodelado, añadiendo dos capillas y un campanario.

En la primera mitad del siglo XIX se tomó la decisión de reconstruir el templo bajo la dirección del arquitecto V. F. Fedoseyev. En 1833 y 1838, en lugar de la cúpula habitual, apareció una rotonda en estilo imperio con doce ventanas. Sin embargo, al año siguiente aparecieron grietas en las paredes y bóvedas, y los trabajos se detuvieron durante un año. La comisión determinó que la causa era la debilidad de los cimientos. Se dio permiso para continuar la construcción con la condición de reemplazar la cúpula de piedra por una de madera. En otoño de 1836, el templo fue completado, pero el acabado interior continuó durante casi 12 años. En el directorio de 1925, el estilo de la iglesia se caracterizó como "clasicismo nicolaita de Moscú". La historiadora del arte A. A. Kíparisova sugirió en 1948 que la iglesia fue construida por uno de los hermanos Bové, pero los archivos encontrados por V. N. Uklein confirmaron la autoría de V. F. Fedoseyev.

En el templo se encontraban los íconos de la Madre de Dios de Kazán y de Tikhvin, que luego fueron trasladados a la catedral de Todos los Santos. En 1891, se abrió una escuela parroquial en el templo. También existía un asilo para seis personas, construido con fondos de S. T. Krasnoglazov. En 1912-1913, según el proyecto de S. M. Serebrovsky, se amplió el campanario y se instalaron relojes en él.

En 1922, se retiraron valores del templo para ayudar a los hambrientos del Volga. En la década de 1930, el templo fue cerrado. En 1941, durante los bombardeos, la parte superior del templo fue destruida. En 1947, el templo fue incluido en la lista de objetos arquitectónicos protegidos. En 1978, se restauró el campanario, pero su finalización recordaba a un minarete musulmán. Posteriormente, el edificio albergó un almacén de medicamentos. En 1991, el templo fue reconocido como monumento de historia y cultura.

En 2011, la iglesia fue transferida a la diócesis de Tula y comenzó su restauración. El 12 de julio de 2011 se llevó a cabo la inauguración solemne, y el 4 de octubre de 2012 se instaló una nueva cruz en la cúpula del templo, bendecida el 31 de diciembre de 2015. Se desmontó la desafortunada finalización del campanario y comenzó el desmantelamiento de sus niveles superiores para restaurarlo a su forma original. En 2018, los trabajos se completaron y el campanario volvió a tener relojes.