Перша будівля і освячення святині датується 1786 роком, коли Матвіївка була ще селом, а не мікрорайоном обласного центру. Наприкінці XIX століття будинок церкви занадто застарів, щоб приймати парафіян, кількість яких зросла в кілька десятків разів. Тому на гроші з пожертв населення була зведена нова будівля, створена зодчими за всіма традиційними канонами. Нове освячення відбулося у 1914 році. Це сталося на день Святих Петра і Павла, на честь яких і була названа святиня. З приходом радянської влади церква, як і всі молитовні будинки в країні, була перетворена в селищний клуб. Церковне майно вивозилося, ікони знищувалися, знімалися дзвони. Але під час Другої світової війни у церкві все ще проходили богослужіння. Повноцінне відродження відбулося лише у 1988 році. Храм відновили, а перша урочиста літургія знову пройшла на свято Петра і Павла.