Каменная церковь Святых Апостолов Петра и Павла построена в 1771 году на месте прежней деревянной (1722 г.), вероятно, по проекту Ф. Б. Растрелли. В то время усадьба принадлежала обер-егермейстеру А. Г. Разумовскому. Позже, в 1877 году, когда имение Знаменка принадлежало Великому Князю Петру Николаевичу, церковь была частично перестроена. Храм представляет прямоугольный в плане основной объем, завершенный тремя куполами, по традиционной «украинской» схеме вытянутыми вдоль его продольной оси. Центральный, более высокий купол, завершен четырехгранным барабаном с луковичной главкой, расположенные с востока и запада боковые купола — более плоские полусферической формы. Стоит она на очень живописном месте, у плотины, с северо-восточной стороны Красного пруда, в густом тенистом парке, среди кедров, лип и дубов.
Южный вход в церковь оформлен классическим портиком из четырех попарно расположенных колонн, завершенным треугольным фронтоном. Закрытый в 1930 году, храм использовался в качестве продуктового склада Плодоовощного института, разместившегося в Знаменском дворце, а затем как подсобное здание занимавших дворец после войны птицефабрики и пансионата. 29 марта 1993 года храм в полуразрушенноми виде был возвращен верующим. Ныне в востанавливаемой церкви вновь проводятся богослужения.
В 1761 году граф Алексей Григорьевич Разумовский обратился к императрице Елизавете с просьбой разрешить постройку новой каменной церкви рядом с прежней деревянной. И 25 июля 1761 года по указу Ея Императорского Величества…, (последнему в жизни указу императрицы) Синод благословил строительство. В 1771 году храм был освящён митрополитом Санкт-Петербургским Гавриилом (Петровым). Позже в храме молились Богу видные российские вельможи из семейств Шуваловых, Нарышкиных, Мятлевых. В 1835 году усадьбу Знаменка приобрёл Император Николай I Павлович для своей супруги, императрицы Александры Фёдоровны. В 1836 году владельцем усадьбы стал третий сын Николая I — великий князь Николай Николаевич. Его супруга, княгиня Александра Петровна прославлена в лике святых как преподобная инокиня Анастасия Киевская.
Богоборческой властью храм был закрыт и разграблен, священно- и церковнослужители уничтожены в тюрьмах и концлагерях. Здание церкви использовалось сельхозкооперативом, купола стали тёмно-красными, кресты с них были сняты. Во время войны храм был сильно повреждён и неуклонно разрушался до середины 1990-х годов, когда началось его восстановление усилиями верующих. С 2000 года в храме снова зазвучала молитва, регулярно служится Литургия, совершаются Таинства. Поётся канон святому Уару о душах усопших, не сподобившихся таинства святого Крещения. На праздник Крещения Господня на озере рядом с храмом устраивается Иордань, где в освящённой воде омываются сотни людей.
Из подарочного буклета Петропавловского Знаменского храма