Деревня Вирма долгое время была частью вотчины известной Марфы-посадницы, которая занимала одно из ведущих мест среди новгородских феодалов по размерам владений в Карелии. Однако после падения боярщины в Новгороде все боярские земли были конфискованы. С этого времени и появляются первые упоминания о храме, первым священником которого стал Иоанн Сорокин. Каким был этот храм, точно неизвестно, но предполагается, что он предшествовал Петропавловской церкви, построенной не ранее 1625 года.

Архитектура церкви впечатляет своим пластическим богатством, контрастирующим с окружающей природой. Центральное помещение храма, четверик, увенчано пятиглавым кубом и покрыто пологим шатром с кривыми гранями, на вершине которого находится главная глава. С востока к четверику примыкает пятистенный алтарь, перекрытый бочкой, а с запада расположены сени и трапезная.

Форма покрытия Петропавловского храма относится к кубоватому типу, который появился и распространился на Русском севере в XVII веке. Одной из причин появления такого покрытия стал запрет патриарха Никона на строительство шатровых храмов. Это подтверждается тем, что церковь Параскевы Пятницы в селе Шуерецком, построенная в 1666 году, имела одну главку на вытянутом кубе, напоминающем шатер. Также на появление сложных форм покрытия повлияли новые декоративные тенденции XVII века. Низкий четверик, грубоватый куб и массивная центральная глава свидетельствуют о древности церкви.

Петропавловская церковь сохранилась до наших дней не в первоначальном виде. Как и многие памятники деревянного зодчества Русского севера, она подвергалась реконструкциям и ремонтам, отражавшим различные архитектурные тенденции. Первый ремонт был проведен в 1635-1639 годах, затем последовала перестройка через полвека. Есть предположение, что церковь повторно освящалась из-за шведских набегов и изменений в церковных канонах. В 1842 году храм впервые покрасили охрой, в 1874 году перекрасили белилами и обили новыми обоями, а в 1893 году провели побелку и покрыли тесом. Многочисленные переделки нанесли урон убранству церкви, особенно пострадала обшивка северной стены центрального столпа.

Конструктивное решение церкви и алтаря традиционно: стены из бревен диаметром 36 см, стесанных изнутри, с округлыми краями, расширяющимися кверху. На чердаке можно увидеть конструкцию куба из бревен с зазорами, который покоится на шестивенцовом четверике, врубленном в наружные стены на уровне повалов. Это обеспечивает устойчивость сооружения благодаря пересекающимся под прямым углом бревенчатым стенам.

Исторические данные свидетельствуют, что тябловый иконостас Петропавловской церкви состоял из четырех ярусов икон XVII века и датируется 1625 годом.

Петропавловская церковь является результатом сложных поисков и радостных открытий древних мастеров-зодчих.