Храм святых первоверховных апостолов Петра и Павла в деревне Хмелезеро был построен в 1915 году как деревянная церковь. Архитектурный стиль сооружения характерен для северного деревянного зодчества начала XX века. Храм возведен в традициях православного храмостроительства с соблюдением канонических пропорций.
В 1934 году храм был закрыт советскими властями, что соответствовало общей политике государства в отношении религиозных учреждений в тот период. Здание не использовалось по назначению в течение нескольких десятилетий. В постсоветский период храм был возвращен Русской Православной Церкви и вновь открыт для богослужений.
С момента передачи церковному ведомству храм функционирует по особому расписанию. Богослужения совершаются нерегулярно, священник приезжает несколько раз в год, в том числе на престольный праздник апостолов Петра и Павла. Храм окормляется клиром храма святого Архистратига Михаила из села Алеховщина.
Состояние здания на текущий момент требует проведения восстановительных работ. Сохранились сведения о проблемах с кровлей и конструктивной устойчивостью сооружения. Архитектурные особенности храма включают характерные элементы деревянного зодчества Русского Севера, хотя детальное описание первоначального облика не сохранилось.
Исторические документы свидетельствуют, что в том же 1915 году в деревне была построена еще одна церковь - во имя Николая Чудотворца. Оба храма разделили схожую судьбу: закрытие в 1934 году и последующее возвращение церковной общине. Никольская церковь также требует ремонтных работ, о чем имеются записи в церковных документах.