Инициатива строительства храма принадлежала братьям Павлу и Сергею Соколовым, владевшим землями в Малаховке. В 1901 году они начали разработку проекта православного храма. Зимой 1902 года, после утверждения проекта Духовной консисторией, был заложен кирпичный фундамент размером 34х17 метров. Строительство основной части храма началось в 1903 году. Предполагается, что проект был разработан архитектором Алексеем Викторовичем Щусевым. Храм возводился из соснового дерева, учитывая расположение в сосновом бору.
К концу 1903 года основные строительные работы были завершены: были готовы основная часть, звонница, алтарь и купола. Однако результат не удовлетворил братьев Соколовых, и храм подвергся перестройке и росписи, завершённой в 1909 году. В 1910 году храм открыл двери для прихожан.
Архитектурно храм представляет собой деревянное здание в византийско-русском стиле. Он установлен на высоком фундаменте и завершается шатровым куполом с небольшой луковичной главкой. Храм имеет два придела: правый — во имя святой равноапостольной княгини Ольги, левый — во имя святителя Алексия, митрополита Московского.
. Однако с началом Первой мировой войны в 1914 году начался постепенный упадок: братья Соколовы, финансировавшие храм, ушли на фронт, а инфраструктура посёлка, включая конку, была демонтирована для стратегических нужд.
В советский период храм столкнулся с трудностями. В 1934 году власти запретили колокольный звон, а в 1937 году храм был закрыт.
В 1992 году храм был возвращён Русской Православной Церкви. Весной 1993 года возобновились богослужения, а с 1994 года начались восстановительные работы.
В настоящее время Петропавловский храм является действующим и относится к Люберецкому благочинию Московской областной епархии. При храме действует детская церковно-приходская школа. На территории храма построен крестильный храм в честь священномученика Сергия Лебедева, малое освящение которого состоялось в 2015 году.
