Деревянная Петропавловская церковь в Аткарской пригородной слободе построена в 1833 году. В 1838 году церковь сгорела. В 1843 году построена новая церковь.

В годы советской власти все пять церквей города Аткарск закрыты и разрушены.

Приход во имя святых первоверховных апостолов Петра и Павла начал действовать в 2004 году. Осенью 2004 года предоставлено помещение на 2-ом этаже гостиницы «Аткара» для временного размещения в нём храма. 20 ноября 2004 года по благословению Епископа Саратовского и Вольского Лонгина, благочинный Петровского округа протоиерей Дионисий Абрамов в сослужении духовенства совершил чин положения Антиминса и первую Божественную Литургию.
22 июля 2005 года здание гостиницы полностью передано приходу.

Строительные работы по возведению нового здания храма начались в ноябре 2007 года. К лету 2008 года полностью готов цокольный этаж. 12 июля 2008 года Епископ Саратовский и Вольский Лонгин совершил чин основания храма. В конце 2013 года строительные и отделочные работы в здании храма практически завершены. 15 декабря 2013 года по благословению Митрополита Саратовского и Вольского Логина, совершен чин положения Антиминса.