В конце XVIII и начале XIX века, благодаря стараниям митрополита Московского Платона Левшина, монастырь был окружен каменной стеной с башнями. Под его руководством монастырь постепенно преображался, формировался его архитектурный облик.

Новый каменный храм, построенный над северными воротами обители, был освящен в честь святых апостолов Петра и Павла. Это было сделано неслучайно, так как небесным покровителем митрополита Платона, носившего в крещении имя Петр, был апостол Петр.

С архитектурной точки зрения церковь представляла собой двухэтажное здание с одним выступающим алтарным полукружием, увенчанное колоколообразной крышей с барабаном и главой. Первый этаж использовался для хозяйственных нужд, а на втором располагался сам храм. Внутреннее убранство церкви окончательно сформировалось к середине XIX века.

В 1850 году, благодаря усилиям строителя иеромонаха Георгия, был установлен резной позолоченный иконостас, два ряда икон которого, местный и праздничный, выполнены в греческом стиле. Также были расписаны алтарь и стены храма. В этом же году церковь была освящена настоятелем обители иеромонахом Георгием по благословению митрополита Московского и Коломенского Филарета. В сентябре 1895 года, при строителе иеромонахе Гаврииле, начался ремонт Петропавловского храма. Деревянные полы и потолки были заменены кирпичными сводами, а полы покрыты паркетом. В 1896 году у северных ворот монастыря был построен двухэтажный дом, примыкавший к Петропавловской церкви, где в 1906 году располагались братские кельи.

В этом здании в 1993 году поселились первые насельницы возрождающегося Свято-Троицкого монастыря. Петропавловская церковь стала первым действующим храмом в обители.