В описании монастыря конца XIX века говорится, что храм располагался на первом этаже двухэтажного прямоугольного корпуса, находящегося к северу от собора. Трапезный корпус с храмом был построен в 1807 году по плану, утвержденному Нижегородским архиепископом Вениамином Краснопевковым. Первоначально здесь размещались зимние кельи для монахов. Архиепископ Вениамин планировал построить этот корпус для себя, чтобы впоследствии уйти на покой и жить в Оранской обители. Однако он скончался до осуществления этого намерения, и корпус с домовой церковью был оставлен для братской трапезы. Со временем корпус и храм неоднократно перестраивались. Известно, что антиминс Петропавловской церкви был освящен епископом Иоанном в 1836 году, спустя 29 лет после постройки корпуса.

Согласно описанию монастырского имущества 1883 года, третья церковь, однопрестольная и теплая, была посвящена апостолам Петру и Павлу. Она имела длину 5 сажен с алтарем и ширину 2 сажени и 1 аршин. Купол восьмиугольной формы был покрыт железом и окрашен медянкой, а глава обита белой жестью. Стены снаружи оштукатурены и окрашены в бирюзовый цвет. В церкви было 12 окон: 6 с решетками внизу и 6 без решеток наверху. Пол деревянный, окрашен охрой, потолок деревянный и оштукатуренный. Имелось две двери: одна с южной стороны из братской трапезы и другая с западной из коридора второго этажа. К западной стороне были пристроены хоры с окрашенными перилами. Печь была из простого кирпича и оштукатурена.

В 1883 году, при настоятеле монастыря епископе Макарии Миролюбове, в Оранском монастыре был устроен водопровод. Главный бак, вмещавший до 1000 вёдер воды, был установлен в западной части трапезного корпуса под крышей. Вода по трубам поступала во двор и баню. Однако при этом были выпилены некоторые стропила, что привело к трещинам в стенах и гниению деревянных конструкций, из-за чего часть келий не использовалась.

В начале XX века, из-за ветхости кровли и несущих конструкций, Петропавловский храм был перестроен. Наместник монастыря архимандрит Аркадий планировал изменить не только планировку, но и внешний вид здания. Послушник Сергей Лебединский разработал проект в эклектическом стиле для фасадов трапезного корпуса и церкви. Однако в итоге корпус был капитально отремонтирован, и изменения коснулись в основном внутренней планировки и отделки. Работы велись за счет средств обители.