В 1880 году в Петровске была построена церковь, освящённая в честь Покрова Богородицы. Автором проекта стал архитектор Алексей Салько, создавший ряд построек в Саратове, в том числе и Покровский собор.
Петровский храм был построен на месте ветхой деревянной Троицкой церкви 1764 года. Его возвели на добровольные пожертвования с участием местного городского общества. При петровском Покровском храме работали две школы грамоты, которые действовали в сёлах Сосновка и Берёзовка, и церковно-приходская школа.
В 1937 году церковь в Петровске закрыли, её казна была изъята, а верующих подвергли репрессиям. В культовом сооружении находились разные склады. С 1960 года, когда были сняты купола, стала разрушаться каменная кладка несущих элементов покрытия. До 1995 года колокольню занимал радиотрансляционный центр.
В 1990 году была создана религиозная община Покровского храма, которая занялась его восстановлением. Первая литургия за долгие годы была отслужена здесь 18 апреля 1993 года. С тех пор богослужения проводились во входном ансамбле церкви и в притворе. В 2004 году на Покровский храм установили два малых и центральный купола, через три года аварийные кирпичные своды поменяли на металлические. 4 декабря 2010 года церковь была освящена епископом Саратовским и Вольским Лонгином. Теперь она относится к числу памятников градостроительства и архитектуры регионального значения.
