Первая постройка и освящение святыни датируется 1786 годом, когда Матвеевка была еще селом, а не микрорайоном областного центра. В конце XIX века здание церкви слишком обветшало, чтобы принимать прихожан, количество которых возросло в несколько десятков раз. Поэтому на деньги из пожертвований населения была возведена новая постройка, созданная зодчими по всем традиционным канонам. Новое освящение состоялось в 1914 году и пришлось на день Святых Петра и Павла, в честь которых и была названа святыня. С приходом советской власти церковь, как и все молитвенные дома в стране, была превращена в поселковый клуб. Церковное имущество вывозилось, иконы уничтожались, снимались колокола. Но во время Второй мировой войны в церкви все еще проходили богослужения. Полноценное возрождение произошло только в 1988 году. Храм обновили, а первая торжественная литургия снова прошла в праздник Петра и Павла.