«Басманом» называли украшенный рельефным штампом хлеб, который поставляли в войска и ко двору. Также «басмили» кожи и металлические изделия. А слобода Басманников находилась между Старой Басманной и Новой Басманной улицами. В конце XVII века к северу от нее поселили военные полки иноземного строя. Сюда, по дороге в Преображенское, нередко заглядывал Петр I.
Строительство на месте деревянного храма XVII века начал И.П. Зарудный в 1705 году. Завершил работы И.Ф. Мичурин только в 1723 из-за петровского запрета на каменное строительство в Москве.
Колокольни при церкви сначала не было, так как звонница располагалась прямо на куполе. Но в 1745-1746 годах поставили четырехъярусную колокольню по проекту К.И. Бланка.
А одним ранним утром 1914 года Москву потрясла весть, что ураган сорвал с Петропавловского храма крест. Он вонзился в землю рядом со зданием церкви. И хотя крест вскоре вернули, жители увидели в происшедшем дурной знак.
Здание передали управлению Московской областной милиции для склада военно-хозяйственного имущества, затем там устроили лабораторию исследовательского института, поэтому убранство не сохранилось. Перестроили и само здание — осталась лишь чугунная лестница между нижней и верхней церквями. А в притворе верхнего храма сохранились настенные росписи рубежа XVIII-XIX веков на темы Апокалипсиса.
С 1994 года храм Петра и Павла действует вновь, но из-за шпиля церковь не похожа на традиционный православный храм, и ее можно принять за лютеранскую кирху.
Интересна Петропавловская церковь еще одним элементом: прямо перед входом в храм для бордюрного камня использованы, по-видимому, могильные плиты. Они попали сюда после закрытия и разорения церкви и ее территории в 1930-х годах.