La chiesa originaria, risalente all’età medioevale, sotto la gestione dei monaci celestini dell’ordine di Celestino V verrà definitivamente demolita per far spazio ad una più grande struttura nel 1400, ad opera dei frati francescani. Questi, col diffondersi della notizia che la chiesa conteneva la memoria di Pietro, percepirono la necessità di un rinnovamento immediato. Infatti la chiesa sorge sul luogo dove, secondo una delle tradizioni, l’apostolo Pietro fu crocifisso.
La nuova struttura fu finanziata dai reali di Spagna Ferdinando V e Isabella di Castiglia, in adempimento di un voto fatto per ottenere un erede, tra il 1481 e il 1500. E tra il 1502 e il 1509, il famoso architetto Donato Bramante ebbe l’occasione di realizzare un maestoso tempietto alla destra della chiesa, proprio sul luogo dove la tradizione vuole che fosse stato crocifisso a testa in giù san Pietro.