Тамбовский храм во имя первоверховных святых апостолов Петра и Павла ведёт свою историю с 1690-х годов. Первая деревянная церковь Петра и Павла была построена на городской окраине того времени, на месте где сейчас находится областная библиотека им. А.С. Пушкина. По преданию основал и освятил храм святитель Питирим Тамбовский. Прошли десятилетия. Город разрастался, бывшие городские окраины становились центром. Храм, напротив, всё больше поддавался влиянию времени и разрушался. Стены церкви стали тесны для увеличившегося числа прихожан.
Всё острее стал вставать вопрос об освобождении от ветхой церкви удобной площадки и строительстве на её месте нового большого каменного храма. И вот, в 1770 году было принято решение перенести церковь на недавно основанное кладбище за западными городскими окраинами, а на её месте заложить новый храм. В 1778 году на месте, которое ранее занимала старая церковь Петра и Павла, было закончено строительство нового каменного храма, впоследствии известного как Уткинская церковь.
После перенесения в 1771 году церкви Петра и Павла на кладбище, кладбище получило название Петропавловского. В 1820 году Петропавловская деревянная кладбищенская церковь была окончательно разобрана и отстроена заново в камне на средства тамбовского мецената купца И.В. Шихаева. Данная церковь просуществовала до разрушения в 1938 году.
В 1946 году по просьбе верующих прихода Покровской церкви, городскими властями была санкционирована постройка небольшой деревянной часовни на Петропавловском кладбище для отпевания умерших. В связи с резким дефицитом действующих православных церквей в Тамбове в те годы, в Петропавловской часовне, приходящими священниками Покровской церкви, помимо отпеваний совершались обряды крещения, венчания и другие требы. До конца 80-х годов прошлого века, церковь на Петропавловском кладбище неоднократно подвергалась гнёту со стороны советских властей. Несколько раз ставился вопрос о её закрытии или сносе.
Сейчас церковь представляет собой маленькую деревянную избу с единственной золочёной главкой на крыше. В 2005 году рядом с Петропавловской кладбищенской церковью была построена небольшая кирпичная колокольня.
Хоть эта церковь не имеет архитектурного великолепия, присущего традициям православного храмостроительства, он
долгие годы остается духовным центром для многочисленных прихожан. Внутренне убранство храма поражает множеством икон с частицами мощей святых угодников Божиих. При храме действует воскресная школа.