La costruzione della basilica, così come la vediamo oggi, iniziò nel 1506 sotto papa Giulio II e si concluse nel 1626. Vi lavorarono alcuni fra i maggiori artisti del Rinascimento e del Barocco, tra i quali il Bramante, Raffaello, Michelangelo. La piazza antistante, con il colonnato del Bernini, fu compiuta nel 1667. Nello stesso luogo, sorgeva precedentemente un’altra basilica, risalente al IV secolo, fatta erigere da Costantino I sull’area del circo di Nerone e di una contigua necropoli ove la tradizione vuole che san Pietro fosse stato sepolto dopo il martirio.
La basilica fu costruita nel 442 da Licinia Eudossia, figlia di Teodosio II e moglie di Valentiniano III, per custodire le catene di san Pietro che la madre, l’imperatrice Elia Eudocia, aveva avuto in dono dal patriarca di Gerusalemme. Secondo la leggenda, papa Leone I avvicinò queste catene a quelle che avevano legato Pietro nel carcere Mamertino e le due catene si saldarono inseparabilmente tra di loro.
Ove ora sorge la Chiesa di san Pietro in Montorio, secondo una tradizione, san Pietro venne crocifisso.
Nella località di San Piero a Grado, presso Pisa, sorge la Basilica di san Piero a Grado, una delle più importanti del medioevo italiano. Secondo la tradizione essa sarebbe stata edificata nel luogo in cui san Pietro sarebbe approdato intorno all’anno 43, celebrando in quel sito la prima messa cristiana in Italia.