La nouvelle église d’Orsonnens, construite en 1935-1936, est l’œuvre de l’architecte romontois Fernand Dumas (Lauper, 2012, p. 209-210). Elle remplace l’ancienne église de la paroisse devenue trop petite (Waeber, 1957, p. 244), qui sera démontée et reconstruite entièrement en béton. Bien que la commission cantonale des Monuments et Édifices publics ait exigé la conservation de la chapelle gothique de l'ancien édifice, seuls deux remplages de ses fenêtres seront conservés et placés dans la partie supérieure des nouvelles baies en molasse de la chapelle de semaine adossée au chœur du nouveau sanctuaire, reconstituées selon un module gothique (Torche-Julmy, Maggetti, James, 2003, p. 56-57). 
L’église Saints-Pierre-et-Paul est un manifeste du renouveau de l’art sacré dans l’entre-deux-guerres et l’une des plus belles réalisations du Groupe de Saint-Luc (Andrey, 2012, p. 210). En plus du bâtiment, l'architecte imagine aussi dans les moindres détails l’aménagement intérieur et le mobilier : retable du chœur, autels, chaire, siège du célébrant, table de communion, orgues, fonts baptismaux, bénitier, détails des portes et éléments de serrurerie. Il dessine également la voûte en berceau de la nef, composée de 433 caissons, à l’intérieur desquels sont disposés, selon un plan précis, différents symboles de l’Ancien et du Nouveau Testament (Torche-Julmy, Maggetti, James, 2003, p. 57). 
Dumas s’entoure de différents artistes pour la décoration, dont Willy Jordan et Jacqueline Esseiva réalisent une part importante. Jordan conçoit la mosaïque du chœur (saint Pierre et saint Paul) et celle de la chaire, les peintures murales de la nef, la polychromie de la voûte, les vitraux et le plafond du chœur, ainsi que les vitraux de la sacristie et du baptistère (Jordan, 1958, p. 2 et 6). Nous ignorons l'implication d'Esseiva dans le projet de décoration, son nom n'étant jamais cité dans les archives. Théophile Robert est l'auteur du chemin de croix, peint dans les bas-côtés de la nef. Les autres artistes appelés par l’architecte, pour la plupart membres du Groupe de Saint-Luc ou très proches de celui-ci, collaborent régulièrement avec Dumas. Roger Ferrier modèle les reliefs de la voûte et du plafond du chœur, Alexandre Cingria est chargé des vitraux de la nef, de la chapelle de semaine, du narthex et de la tribune, Marcel Feuillat crée l’orfèvrerie pour les chandeliers et le tabernacle, Willy Brandt s'occupe de la ferronnerie et François Baud sculpte la grande pietà de la façade extérieure (Torche-Julmy, Maggetti, James, 2003, p. 57-58). Dans le porche, est disposé un Christ en croix de l'atelier de Hans Geiler provenant du cimetière et datant des années 1520-1530 (Lauper, 2012, p. 210). 
Fernand Dumas aimait donner un aspect spécifique à la décoration de chacune de ses églises, en choisissant un matériau qu’il exploitait sous diverses formes. A Orsonnens, il opte pour le marbre qu’il utilise dans le chœur, comme encadrement de la mosaïque de Jordan, mais également sur le maître-autel, l’antependium, les marches d’autel et la table de communion. Dans la nef, il le place dans la chaire, aux autels latéraux et aux croix de consécration. Le bénitier est les fonts baptismaux sont aussi faits de cette matière (Torche-Julmy, Maggetti, James, 2003, p. 58-59).

Le sanctuaire est entièrement restauré, extérieurement et intérieurement entre 1995 et 2002. Les travaux sont menés dans le respect du bâtiment et du décor originel, allant jusqu’à la conservation-restauration de la peinture des murs de la nef (Torche-Julmy, Maggetti, James, 2003, p. 56).

Cingria, A. [Le Spectateur romand]. (1937). L’art religieux en terre romande en 1936. Almanach romand de St-Luc, 29-34.

Jordan, W. (1958, novembre). Renseignements s/ W. Jordan [texte biographique]. Archives privées Ariane Bercher-Jordan.

Lauper, A. (2012). Villorsonnens Dans Société d’histoire de l’art en Suisse (dir.), Guide artistique de la Suisse (tome 4b, p. 209-212). Berne, Suisse : Société d’histoire de l’art en Suisse.

Python, M. (2017). S'élever dans la lumière du vitrail : en pays de Glâne et dans les environs. Bière, Suisse : Cabédita.

Torche-Julmy, M.-T., Maggetti, M. et James, J. (2003). L’église d’Orsonnens, son décor et sa restauration. Patrimoine fribourgeois, (15), 56-64.

Waeber, L. et Schuwey, A. (1957). Églises et chapelles du canton de Fribourg. Fribourg, Suisse : Saint-Paul.