Собор расположен на территории Ватикана и возведен над могилой святого, казненного за свою веру. В строительстве собора принимали знаменитые зодчие XVI века. Ранее, на месте собора находился цирк, где во времена правления Нерона подвергались мученической смерти христиане.
В 67 году судили апостола Петра. Он пожелал умереть иной смертью, нежели Христос и его распяли головой вниз.
С течением времени на могилу стали приходить паломники. Признавший христианство император Константин велел построить базилику над могилой. В 1452 году Николай V, занимавший тогда пост Папы Римского, повелел построить собор, заменяющий базилику.
На строительство ушло примерно 170 лет. 1506 год: архитектор Браманте планирует увенчать грандиозное здание куполом, а собор, по задумке творца, должен был в основании представлять равносторонний крест.
После смерти Браманте работы перепоручаются Рафаэлю, который решает сделать в основе латинский крест. Однако после его смерти в 1520 году принято решение создать собор, близкий к готическому стилю. В дальнейшем план собора множество раз менялся и разными знаменитыми архитекторами. Фасад был достроен Карло Мадерна. Интерьер обустроил Бернини.
В ноябре 1626 года Папой Урбаном VIII собор был освящен.