Церковь Петра и Павла ранее была известна как Больничная церковь во имя Макария Желтоводского. В Древней Руси монастыри выполняли роль приютов для престарелых и больных, имея на своей территории больничные кельи с церковью. В начале XVII века в Печерском монастыре такие кельи и храм были деревянными.

После строительства каменной трапезной и освобождения Вознесенского собора от прилегающих приделов, два из которых перенесли в больничную церковь, настоятель архимандрит Стефан сообщил Патриарху Иоасафу о ветхости деревянной больницы и наличии каменных материалов для её строительства.

12 марта 1652 года Патриарх Иоасаф выдал архимандриту Стефану грамоту на строительство новой больничной церкви. Однако по неизвестным причинам церковь была построена только через 35 лет, в 1687 году, при архимандрите Иоасафе, и снова из дерева, освятив её в честь святого Макария Желтоводского и Унженского чудотворца.

К XVIII веку храм обветшал, и в 1738 году начался сбор пожертвований на его каменное строительство. Архимандриты Филарет и Иона, настоятели Печерского и Макарьевского монастырей, пожертвовали по 100 рублей, а казначей Печерской обители Филагрий добавил 65 рублей.

В том же 1738 году была построена новая каменная больничная церковь, "холодная, одноглавая, в форме прямоугольника, длиной шесть саженей и девять вершков, шириной четыре сажени, с каменной главой, соединённая на востоке с братскими и больничными кельями". В 1858 году при епископе Нижегородском и Арзамасском Иеремии Соловьёве престол в храме был переосвящён в честь святых апостолов Петра и Павла.