L'impératrice Eudoxie fit ériger cette basilique, qui remonte au V° siècle, pour conserver les chaînes de saint Pierre, encore visibles aujourd'hui dans la châsse qui se trouve sous le maître-autel. Selon la légende il s'agirait de deux chaînes indépendantes – l'une provenant de la prison de Jérusalem, l'autre de la prison mamertine de Rome- qui se seraient miraculeusement soudées au cours de la cérémonie célébrée par le Pape.

La façade, insolite, est constituée d'un portique du Quattrocento, tandis que l'intérieur, bien que les nombreux remaniements subis au cours des siècles en aient profondément altéré l'aspect, conserve encore les splendides colonnes doriques de la construction primitive.
Il est rare de trouver des colonnes de ce type dans l'architecture romaine et il n'est pas facile de déterminer à quel monument antique elles ont été soustraites. Michel Ange plaça le monument de Jules II, connu comme Moïse, dans le transept de droite.