Священником в церкви Адриана и Наталии был поставлен «поп Иван Фокин», прежде служивший в церкви Введения в Барашах. На прежнем месте Иван Фокин на свои деньги построил двухэтажную школу, уезжая, он предложил прихожанам купить у него это здание, но те отказались, и школу перевезли в Мещанскую слободу. В этой школе учительствовал Иван Волошенинов, который руководил слободским театром в царствование Алексея Михайловича.
Шестнадцать лет спустя деревянная церковь была заменена каменной, главный престол в ней был освящен во имя апостолов Петра и Павла, престол же в честь Адриана и Наталии помещен в приделе. Это переименование послужило причиной возникновения легенды, что первоначальная церковь ставилась в ознаменование рождения Петра I.
Строительство каменного храма действительно связано с именем Петра, но не только с ним. В церкви над иконостасом была старинная надпись: «Лета 7194 (1686) июня в (…) день повелением великих государей царей и великих князей Иоанна Алексиевича и Петра Алексиевича и великия государыни благоверныя царевны и великия княжны Софии Алексиевны, всея великия и малыя и белыя России самодержцев, благословением же в духовном чине отца их и богомольца великого господина святейшего кир (
Церковь строилась в годы высшего взлета притязаний царевны Софьи на престол, и это отразилось в этой надписи. Освящена же она была за два месяца до окончательного падения властолюбивой царевны.
Несмотря на то что официально требовалось называть церковь Петропавловской, в Москве ее продолжали называть
Поскольку Петропавловская (или Адриановская) церковь в Мещанской слободе строилась по царскому повелению, под царским покровительством и с пожертвованием средств на ее строительство из казны, то была она снаружи великолепно отделана тесаным камнем и цветными изразцами, внутри расписана лучшими мастерами.
До революции ежегодно в день храмового праздника — 26 августа — возле церкви бывало гулянье.
Прихожане церкви, среди которых было немало богатых людей, также заботились о благосостоянии храма: жертвовали иконы, богослужебную утварь, ремонтировали и украшали храм.
В старых описях храма значатся иконы: «Казанския Божией Матери (в особом киоте) и преподобных Зосимы и Савватия Соловецких (в приделе), написаны, как значится в надписях, первая в 1720 году священником сей церкви Федотом Феофановым Ухтомским, а вторая в 1749 году диаконом Иоанном Федоровым Рожновым». Можно полагать, что священнослужители-художники заботились и о художественном облике храма.
Прихожанами храма Адриана и Наталии были Перловы, и в течение тридцати трех лет Василий Алексеевич и Семен Васильевич были его старостами.
В 1887 году Перловы отмечали столетие фирмы. В честь этого события в приходском храме был отслужен благодарственный молебен, на котором присутствовали члены многих московских именитых купеческих фамилий: Морозовы, Боткины, Коншины, Карзинкины и другие. Священник обратился с особым приветствием к Перловым, сказав: «Благослови вас Боже за ваши добрые начинания, ревность и честность в деле», помянул также их благотворительную деятельность и заботу о храме. В связи со столетием фирмы Перловых Высочайшим указом им было пожаловано дворянство и герб: «В лазурном щите шесть расположенных в кругу жемчужин, или перлов, натурального цвета. Щит увенчан дворянским коронованным шлемом. Нашлемник: чайный куст с шестью цветками натурального цвета, между двумя лазоревыми орлиными крыльями, из которых каждое обременено одной жемчужиной натурального цвета. Намет лазоревый с серебром. Девиз:
Герб пестроват, но красив. А главное, он пресекал неприятное истолкование фамилии его владельцев: по Москве говорили, что прозвище они получили от крупы перловки и перловой каши, на которой-де возросли основатели фирмы — посадские Рогожской слободы «из природных москвичей».
Прихожанином церкви был также художник Виктор Михайлович Васнецов, живший поблизости в одном из Троицких переулков (переименован в 1954 году в переулок Васнецова). В храме, как рассказывает его сын М. В. Васнецов, находилось Распятие работы его отца. У Адриана и Наталии и отпевали В. М. Васнецова в 1926 году.
Из разрушенной церкви храмовая икона Адриана и Наталии была перенесена в действующую церковь Знамения в Переяславской слободе.