Jej początki sięgają 324 roku. Wzniesiono ją za Konstantyna, by dać godne chronienie doczesnym szczątkom św. Piotra, apostoła i męczennika. Jej budowa przeciągała się przez wiele stuleci. W XV w., kiedy cała konstrukcja groziła zawaleniem, papież Mikołaj V podjął zburzenia starej bazyliki i zbudowania nowej. Po śmierci papieża roboty zostały zatrzymane.
Podjęto je na nowo w 1506 r., za pontyfikatu Juliusza II, pod kierunkiem Bramantego. Nad realizacją projektu pracowali kolejno Rafael, Antonio da Sangalo, Peruzzi i Michał Anioł.Ostatni z nich w 1547 r. zaprojektował ogromną kopułę, największą z wszystkich kopuł wzniesionych dotychczas przez człowieka.
W drugiej połowie XVI w. Carlo Maderna przedłużył nawy bazyliki, nadając jej w ten sposób plan krzyża łacińskiego. W 1614 r. wzniósł on monumentalną fasadę.
Do bazyliki przylega Plac św. Piotra - najwspanialszy twór architektury wczech czasów - dzieło Gian Lorenza Berniniego. Plac ma kształt elipsy szerokiej na 240 m, opasanej kolumnadą. Składa się ona z 284 kolumn doryckich ustawionych w czterech równoległych rzędach. Zwieńczona jest 140 posągami świętych i męczenników. Plac ożywiają dwie fontanny projekty Maderny, flankujące wysoki obelisk egipski z I w. p.n.e. Na szczycie tego obelisku przechowywane są relikwie Krzyża Świętego.