La costruzione della basilica venne patrocinata da Eudossia, moglie minore dell'imperatore Valentiniano III, e per questo denominata anche Basilica Eudossiana. Le catene che tennero prigioniero San Pietro a Gerusalemme furono consegnate all'imperatrice dalla madre; in seguito vennero donate a Leone Magno, il quale le accostò a quelle utilizzate per la prigionia di San Pietro nel Carcere Mamertino. Appena si toccarono le catene si fusero per divenire una soltanto. Per ricordare il miracolo nel 442 d.C s'iniziarono i lavori sulla presistente basilica, nata su una domus del III secolo. Nel 1475, durante il pontificato di Sisto IV, venne modificata la facciata con portico costituita da cinque arcate. [attribuita a Baccio Pontelli oppure Meo del Caprino]. L'interno è diviso in tre navate, separate da dieci colonne di marmo per lato con capitello dorico e base ionica, mentre il soffitto della navata centrale, in legno a volta ribassata, fu elaborato da Francesco Fontana [1705] con affresco del miracolo delle catene per opera di Giovanni Battista Parodi.
[1706] A sinistra dell'ingresso è situato il monumento di Piero ed Antonio del Pollaiolo realizzato da Luigi Capponi nel 1498. Nella navata destra sul primo altare è collocato il 'S.Agostino' del Guercino, nella seconda 'Liberazione di San Pietro', copia dall'originale del Domenichino. Nel transetto destro è situato il Mausoleo di Giulio II, [c.1513] realizzato da Michelangelo, autore inoltre del celebre Mosè [c.1514] e delle statue di Lia e di Rachele posizionate entro le nicchie, ultimate da Raffaello da Montelupo. [1542-45] Ancora più a destra si entra nell'anti sagrestia che accoglie la 'Liberazione di S.Pietro' del Domenichino [1604] e 'S.Agostino' di Pier Francesco Mola. Nella sagrestia si può ammirare l'altare marmoreo quattrocentesco con rilievo raffigurante la Madonna col Bambino. Nella cappella a destra della tribuna 'Santa Margherita' del Guercino. Sotto l'altare maggiore, in cui è collocato il baldacchino realizzato da Virginio Vespignani nel 1876, è situata la 'Confessione', sempre da lui eseguita, che ospita due sportelli di bronzo dorato con scene di San Pietro attribuite al Caradosso, [1486], nei quali si trova l'urna che custodisce le catene. Nella navata sinistra sul secondo altare 'S.Sebastiano barbuto', mosaico bizantino, [c.680] sul primo 'Cristo Deposto' di Cristoforo Roncalli detto il Pomarancio. A sinistra la tomba di Nicolò da Cusa [m.1464] con bassorilievo attribuito ad Andrea Bregno
