В настоящее время ничто в массивном, вытянутом вглубь участка доме не напоминает католический храм. Лишь ограда с решеткой своеобразной формы, поставленная в 1899 г., да псевдоготическая обработка на флигелях выдают возраст здания.

После Отечественной войны 1812 г. владельцами земли были сестры Анна и Наталья Васильевны Петрово-Соловово. В 1839 г. их земли были выкуплены, и 16 сентября того же года здесь была заложена новая церковь. При закладке в фундамент были помещены золотые и серебряные монеты чеканки 1839 г. Архитектором собора стал А.О. Жилярди, строивший здание другого католического храма в том же переулке. Жилярди построил церковь в готическом духе с куполом посередине. В храме было шесть алтарей, один из которых, Св. Эмилии, сооружен архитектором М.Д. Быковским в память о своей умершей супруге. Освящение храма состоялось в 1845 г.

С момента постройки церковь считалась немецкой, затем — польско-немецкой, а с конца XIX в. — просто польской.

На протяжении всего существования храм Петра и Павла занимался благотворительностью: при нем были богадельня Св. Филиппа, благотворительное общество вспомоществования бедным католического вероисповедания, библиотека, устраивались благотворительные концерты. В конце XIX в. в одном из зданий церкви открылась школа для девочек. И в настоящее время в этом здании располагается школа, вернее — Пушкинский лицей. При храме был также «Дом Польский», объединявший не только поляков, но и католиков литовцев, латышей и др.

Храм Петра и Павла участвовал в делах о разводах католических семей. В обязанности священников входили примирительные беседы, выяснение всех обстоятельств дела с целью определить, не преступили ли супруги церковный закон и не подлежат ли они церковному суду.

Католическую церковь закрыли в 1937 г. Священников отправили в лагеря, где они и погибли. После закрытия церкви здание передали под кинотеатр, который так и не стал функционировать. Во время Великой Отечественной войны в бывший храм попала бомба. Разрушения были настолько велики, что дом практически выстроили заново, включив то немногое, что сохранилось.

С 1946 г. и по сей день здесь находится институт «Гипроугольмаш». Он также перестроил здание для своих нужд.