Храм во имя первоверховных апостолов Петра и Павла в Старожилове был построен в 1892 году по проекту академика архитектуры Александра Федоровича Красовского. Строительство осуществлялось на средства Веры Николаевны фон Дервиз, супруги действительного статского советника Павла Григорьевича фон Дервиза. Разрешение на возведение храма было получено в начале 1891 года, а освящение состоялось 29 июня 1892 года архиепископом Рязанским и Зарайским Иустином (Полянским).
Храм был возведен на месте ранее разобранной домовой церкви во имя преподобного Сергия Радонежского, строительство которой начал Павел Григорьевич фон Дервиз в 1869 году, но не завершил. В 1874 году недостроенный храм был разобран до основания его братом Михаилом Григорьевичем фон Дервизом, несмотря на запрет церковных властей. По российскому законодательству того времени, все церковные строения, независимо от источника финансирования, находились в ведении епархиального начальства.
Архитектура храма выполнена в стиле, характерном для конца XIX века. Здание было обнесено стеклянной галереей и расположено в центре сада с радиально расходящимися дорожками. Внутреннее убранство отличалось богатством: двухъярусная медная люстра с хрустальными подвесками, позолоченный иконостас, мраморные полы. Свод купола был оформлен в виде ночного неба с золотыми звездами.
В советский период храм был закрыт, в его здании размещались пекарня и производство газированной воды. Это способствовало сохранению архитектурного сооружения от полного разрушения. В ноябре 1991 года здание было передано Рязанской епархии, после чего начались восстановительные работы. В процессе реставрации были воссозданы купол и крест, выполнены новые росписи, восстановлена внешняя отделка.
Храм является частью промышленно-усадебного комплекса фон Дервизов, признанного объектом культурного наследия федерального значения. Архитектурный ансамбль включает также конный завод, скотный двор, хозяйственные постройки конца XIX века, спроектированные архитекторами Ф.О. Шехтелем и В.М. Ивановым.