Петропавловская церковь построена в 1867 г. по заказу железнодорожного ведомства. Архитектор К. Тон.
В конце 1990-х восстановлена из руин. Действует.
Петропавловская церковь в Любани является памятником строителям железной дороги Санкт-Петербург — Москва и неразрывно связана с именем одного из главных строителей магистрали Павла Петровича Мельникова. Будучи министром путей сообщений, Павел Петрович Мельников вынес на коллегию МПС предложение о строительстве железнодорожной церкви, чтобы имена строителей железной дороги осталось в памяти потомков. Предложение было одобрено. Архитектором церкви были К.А. Тон и Ф.Н. Соболевский. Это сооружение характерно для тоновской архитектуры. Храм строился на добровольные пожертвования, большую часть которых вложил П.П. Мельников. Позднее, уйдя в отставку и поселившись в Любани, Мельников подарил церкви иконостас.
В 1867 году в Любани возвели изящную каменную церковь святых Петра и Павла. В ней была установлена доска, где есть имена всех значительных строителей магистрали — всего 79 человек. В 1880 году Павел Петрович Мельников ушел из жизни и был похоронен под алтарем им построенной церкви, вблизи железнодорожной станции. Храм был закрыт в 1938 году. В декабре 1937 года любанское духовенство было расстреляно. В бесхозном храме устроили склад. В подвале хранили картошку, насыпая ее прямо на надгробие П.П. Мельникова. По воспоминаниям местных жителей в конце 30-х годов здание использовали в качестве тира. Во время войны церковь действовала в период 1942-1943 г.г., сильно пострадала от обстрелов. В 1944 году, во время освобождения станции Любань, церковь лишилась крыши, потолочного перекрытия, колоколов и всего внутреннего убранства. Была утрачена и мраморная доска с начертанными на ней именами. Прах П.П. Мельникова в 1955 году был перенесен из разрушенной церкви и захоронен в сквере на вокзале.
В 1989 году церковь возвращена общине. Реставрация велась на средства Октябрьской железной дороги. Дорога своими силами восстановила звонницу, четыре колокола, помогла с отоплением, материалами, оплатила проект реставрации. В 1996 г. в два этапа восстановили купол, он стал таким же, каким был при П. П. Мельникове. 3 августа 1999 в День железнодорожника, рядом с Петропавловским храмом было освящено надгробие могилы инженера генерал-лейтенанта путей сообщения А.А. Серебрякова. С 1855 года в течение десяти лет прослужил он начальником Николаевской железной дороги и много сил отдал для процветания железнодорожного дела в России.
17 сентября 1999 года церковь вновь была освящена. Освящение провел Патриарх Московский и всея Руси Алексий П. Петропавловский храм вновь стал главным железнодорожным храмом России. Это единственная в стране церковь, где по благословению митрополита Санкт-Петербургского и Ладожского, как и прежде до революции, творится специальная молитва о здравии всех начальствующих, трудящихся и путешествующих по железной дороге, а также об упокоении раба Божия Павла, всех начальствовавших, трудившихся и погибших на ней людей.
В 2002 года в день рождения и смерти П. П. Мельникова 3 августа его прах был перенесен из сквера на место его первоначального погребения под алтарем церкви. Территорию храма в 2004 году украсила надкладезная часовня для удобства раздачи святой воды.
