Первая часовня, существовавшая на этом месте, освящённая во имя святых первоверховных апостолов Петра и Павла, была воздвигнута около четырёх столетий тому назад; она упоминается в "Писцовой книге Тульского посада 1624 и 1685 годов". Посвящение было дано по находившейся в ней иконе Петра и Павла. К 1734 году часовня сильно обветшала и её разобрали. В 1736 году приходские священнослужители Иоанн Васильев с сыном Василием при содействии протоиереев Боголюбова и Смирнова на месте этой часовенки построили каменную, больших размеров церковь, и освятили её во имя апостолов Петра и Павла. У храма было немало меценатов, в их числе семья благотворителей Красноглазовых и купец Андрей Авчинников.
Начало ХIХ века ознаменовалось появлением церковной колокольни и тёплых приделов во имя мученика Иоанна Воина и во имя преподобного Феодосия Тотемского. В 1802 году церковь вновь перестраивают. Перестройкой здания занимался губернский архитектор В. Ф. Федосеев. В 1833-38 гг. вместо обычного купола была сооружена ротонда в лаконичных ампирных формах с 12-ю полуциркульными окнами. В 1891 году, при храме открыла свои двери церковно-приходская школа. По проекту архитектора С. М. Серебровского в 1912-13 гг. был заменён третий ярус колокольни и надстроен четвёртый, завершением которого стал высокий шпиль на полусфере. На колокольне на все четыре стороны были тогда установлены часы.
Придя к власти, большевистские эмиссары сначала ограбили храм, забрав ценности под фальшивым лозунгом "В пользу голодающих Поволжья", а в 1930-е годы церковь и вовсе была закрыта. Великая Отечественная война принесла храму новые невзгоды: в результате авианалётов на Тулу верхние ярусы колокольни обрушились, повредив ротонду, завершающую основной объём. В 1947 году постановлением Совета Министров РСФСР храм был включён в число охраняемых объёктов города Тулы. Послевоенные 1960-е годы Петропавловская церковь встретила в качестве комплекса складских помещений поначалу организации "Заготзерно", а затем - завода резиновых техизделий и медикаментов. Лишь, в середине 1970-х годов храм стали восстанавливать, при этом был значительно видоизменён прежний облик колокольни, несмотря на то что чертежи былого церковного шпиля имелись в областном Госархиве. В 1978 году колокольню отреставрировали, но в результате неудачной реставрации она получила завершение, напоминавшее мусульманский минарет (это недоразумение исправлено только в 2019 году, в процессе последней реставрации).
С 1991 года здание храма поставили под государственную охрану как памятник истории и культуры Тульской области, и с 2011 года началась более продуманная реставрация Петропавловского храма. В том же году храм во имя святых первоверховных апостолов Петра и Павла был возвращён Тульской епархии. 12 июля 2011 года состоялось торжественное открытие храма, а 4 октября 2012 года по благословению митрополита Тульского и Ефремовского Алексия на здании Петропавловского храма установлен новый купольный крест.
Их журнала: "Православные Храмы. Путешествие по святым местам". Выпуск №383, ООО "Де Агостини", 2020