Po 1880 cerkiew była remontowana pod kierunkiem akademika W. Susłowa. Po rewolucji październikowej obiekt początkowo nadal pełnił funkcje liturgiczne. Władze radzieckie odebrały budowlę Kościołowi dopiero w latach 50. XX wieku i urządziły w niej magazyn. W latach 1965–1968 miał miejsce drugi etap remontu, podczas którego usunięto sztukaterię z XIX w. W 1988 pojawiła się propozycja umieszczenia w cerkwi klubu i kawiarni młodzieżowej, z czego ostatecznie się wycofano. Trzy lata później budynek zwrócono Rosyjskiemu Kościołowi Prawosławnemu. W 2009 odnowiono wieńczący cerkiew dach namiotowy. Remont cerkwi nie został jednak doprowadzony do końca. Nabożeństwa w cerkwi nie odbywają się. Dzwony zawieszone na dzwonnicy świątyni wykorzystywane są podczas liturgii w nieodległej cerkwi św. Aleksandra Newskiego i w soborze Włodzimierskiej Ikony Matki Bożej.
Architektura Cerkiew św. Piotra Moskiewskiego została wzniesiona w stylu ruskim, na planie krzyża. Zwieńczona jest rzędem kokoszników, na którym usytuowany jest wysoki dach namiotowy. Początkowo cerkiewny podklet (kondygnację cokołową świątyni) otaczała galeria (gulbiszcze), którą następnie, w XVIII w.