Der Ort Lengsdorf (Leginsdorp, Lensdorp, Lenxtorp) wird schon im 9. Jahrhundert erwähnt. Auf der schroffen Anhöhe, nach Norden gestützt durch eine mächtige haushohe Mauer, bestand eine karolingische Burganlage mit Kapelle. Der betreuende Priester unterstand dem Probst des Cassiusstiftes Bonn. Der Bau des Chorhauses und der Apsis erfolgte 1224.

Etwa 25 Jahre später wurde das zweijochige Langhaus mit dem südlichen Seitenschiff im romanischen Stil errichtet. Bereits um 1300 kam es zur Erweiterung des Langhauses um ein weiteres Joch und des Seitenschiffes entsprechend um zwei Joche. Mit dieser Erweiterung wurde der Übergang vom romanischen in den frühgotischen Baustil eingeleitet. Erkennbar an den profilierten Stabrippen zum Gewölbe, dem Gewölbeschlussstein und den Blattkapitellen. Über dem ersten Joch erhob sich der Kirchturm zunächst als wuchtige Holzkonstruktion, die später einen Schieferhelm erhielt. Bis 1894 behielt die Kirche diese Größe. Über die kirchliche Entwicklung im Mittelalter ist nicht viel bekannt. Auch wenn St. Peter mehrfach als Kirche bezeichnet wurde, ist nicht gesichert, dass sie bereits früher Pfarrkirche war. Vorerst noch Filialkirche von Endenich, wurde sie 1624 selbständige Pfarrkirche und Lengsdorf zur selbständigen Pfarrei erhoben. Zu ihr gehörten auch die Ortschaften Ippendorf, Röttgen und Ückesdorf. Dabei sollen die langen Wege zur alten Pfarrkirche in Endenich eine Rolle gespielt haben. Die genannten Dörfer errichteten im 17. bzw. 18. Jahrhundert eigene Kapellen. 1907 wurde Ippendorf, und 1911 Röttgen von Lengsdorf abgetrennt.

2003 kam es zur Auflösung der Lengsdorfer Pfarrei und zur Bildung einer gemeinsamen Kirchengemeinde mit Endenich und der Bonner Weststadt. Ückesdorf wurde abgetrennt und gehörte bis 2009 zu Röttgen. Die Pfarreien St. Maria Magdalena und Christi Auferstehung fusionierten zum 1. Januar 2010, womit fast der mittelalterliche Zustand wieder hergestellt war. Durch den Bevölkerungsanstieg Ende des 19. Jahrhunderts wurde die Erweiterung von St. Peter nötig. 1894 konnte ein nördliches Seitenschiff nach dem Vorbild des südlichen Seitenschiffes und die Sakristei angebaut werden. Architekt war Gerhard Franz Langenberg. Dabei wurden die ursprünglich kleinen rechteckigen Fenster durch große Fächerfenster nach dem Vorbild von St. Quirinus in Neuss und dem Bonner Münster ersetzt. Eine neue Ausstattung folgte: Kanzel, Kommunionbank, Orgel der Bonner Firma Joh. Klais und Ausmalung durch den Lengsdorfer Malermeister Ignaz Welter. Im Jahre 1935 erfolgte eine Erweiterung durch den Architekten Jakob Stumpf um ein weiteres Joch für die Orgelempore und einen Keller, den heutigen Kapitelsaal. Einen Luftangriff am 28. Dezember 1944 hatte die Kirche noch mit geringen Schäden überstanden.

Doch am 4. Februar 1945 wurde die Kirche, wie auch viele andere Häuser in Lengsdorf, durch Brandbomben schwer beschädigt. Der Kirchturm geriet dabei im Flammen und stürzte auf das Kirchendach. 1950 belebte Pfarrer Hermann Josef Hexges den 1892 gegründeten Kirchbauverein wieder neu. 1951 konnte das bisher nur notdürftig reparierte Dach neu gedeckt werden. Ein dem romanischen Stil angepasster neuer Kirchturm entstand erst wieder 1953, jedoch nicht an alter Stelle, sondern südlich der Orgelempore mit Zugang vom Friedhof.

Von 1955 bis 1959 erfolgte eine umfassende Renovierung und Umgestaltung der Kirche unter Mitwirkung des Diözesanbaumeisters und des Landeskonservators. Entfernt wurde der Hochaltar, die Kanzel, die Seitenaltäre, die Kommunionbank, die großen Kreuzwegstationen und die alte Ausmalung. Die Fächerfenster der Seitenschiffe wurden von Anton Wendling gestaltet. Vom gleichen Künstler stammen auch die drei kleinen Chorfenster: in der Mitte der heilige Petrus, der Pfarrpatron, links der heilige Antonius der Einsiedler, rechts die heilige Barbara. Nach der Neuausmalung der Kirche und der Aufstellung eines neuen Zelebrationsaltars und Tabernakels vom Kölner Bildhauer Hein Gernod konnte am 18. November 1992 die Kirche durch Weihbischof Dr. Josef Plöger geweiht werden. Im Folgejahr beschädigte ein Brand unter der Orgelempore die Kirche schwer. Wieder waren Renovierungsarbeiten von einem Jahr erforderlich.

St. Peter ist die älteste Kirche in unserer Pfarrei St. Maria Magdalena und Christi Auferstehung. 1974 beging die Gemeinde St. Peter ein Doppeljubiläum: 750 Jahre Kirchbau und 350 Jahre selbständige Pfarrei. Das 800. Jubiläum des Kirchbaus von St. Peter wird 2024 gefeiert.