Каменная церковь при больнице Петра Великого построена в 1912 – 1914 годах по проекту архитекторов Л. А. Ильина и А. В. Розенберга. В 1914 году храм был освящен во имя Петра и Павла. После революции церковь была закрыта и частично перестроена. Ныне храм возвращен верующим и в нем проводятся богослужения. Помимо главного Петропавловского престола, в церкви освящен придел св. Ксении Петербургской. В 2001 - 2002 гг. отреставрирован шпиль храма, ныне ремонтируются фасады церкви, выполненные архитекторами в духе петровского барокко, избранного ими для всех корпусов больницы.

Недалеко от храма 29 мая 2003 г. архиепископ Тихвинский Константин совершил закладку часовни в честь свщмч. Вениамина, митрополита Петроградского, в связи со 100-летием больницы имени Императора Петра Великого, которая находится на территории академии им. Мечникова.