Храм святых апостолов Петра и Павла в Парголове был построен в 1831–1846 годах по проекту архитектора Александра Павловича Брюллова. Здание возведено в неоготическом стиле, что нетипично для православного храмостроительства. Инициатором строительства выступила графиня Варвара Петровна Шувалова (урожденная Шаховская), вдова графа Павла Андреевича Шувалова, в память о её втором супруге — графе Адольфе Антоновиче Полье, скончавшемся в 1830 году.
Первоначально на месте храма был сооружён склеп для погребения праха графа Полье, выполненный в готическом стиле. В 1831 году графиня получила разрешение Санкт-Петербургской духовной консистории на строительство каменной церкви над склепом. Условием было расположение склепа вне церковной ограды, поскольку граф Полье исповедовал кальвинизм. Изначально планировалось освятить храм во имя святой великомученицы Екатерины, но в начале 1831 года было принято решение о посвящении его апостолам Петру и Павлу.
Строительство велось с 1831 по 1840 год. Освящение храма состоялось 27 июня (9 июля) 1846 года. Церковь стала семейным храмом Шуваловых-Воронцовых и была приписана к приходу церкви Спаса Нерукотворного Образа на Шуваловском кладбище. В архитектурном отношении храм представляет собой кирпичное здание, облицованное пудостским известняком, с характерными для готики стрельчатыми окнами и ажурным металлическим шпилем.
В 1935 году храм был закрыт. В здании размещался физиотерапевтический кабинет санатория, затем лаборатория НИИ токов высокой частоты. В ходе переоборудования были утрачены шпиль, иконостас и скульптуры. Реставрационные работы проводились в 1954–1957 и 1991–1994 годах. В 1991 году храм был возвращён Русской православной церкви и восстановлен в первоначальном виде.
Храм имеет статус объекта культурного наследия федерального значения. В его интерьере сохранились элементы первоначального убранства, включая восстановленный по старым образцам резной ясеневый иконостас в готическом стиле. Среди святынь храма — частицы мощей апостолов Петра и Павла и святителя Николая Чудотворца.