К сожалению, ныне заброшенная, церковь эта была построена в конце XII века, в 1185-1192 годах. Решение о ее строительстве приняли жители Лукиной улицы в XI веке. Построенный храм освятил в 1092 году епископ Герман, и церковь стала носить имена святых Петра и Павла. Предполагается, что примерно через сто лет храм был разрушен и на его месте выстроен тот, который можно увидеть сейчас.
Храм был построен на Синичьей горе, получившей имя по обитавшим на ней во множестве синицам, и был примерно на версту удален от Новгородского кремля. К ведению храма относилось Петровское кладбище и женский монастырь, самый бедный во всём Новгороде и притом находившийся за городом. Но монастырь сохранился в людской памяти тем, что жила там покровительница Литвы, святая Харитина Литовская.
В первой четверти XVII века у храма появились часовня и колокольня, которую в 1934 году разрушили после закрытия самого храма.
Несмотря на то, что церковь внесена в список ЮНЕСКО, находится она в крайне неудовлетворительном состоянии и поддерживается в целостности только благодаря усилиям энтузиастов.