La basilica di San Pietro così come la vediamo oggi, con la sua imponente cupola nervata, chiamata dai romani il Cupolone, è opera dei più insigni architetti del Rinascimento e del Barocco, che si sono avvicendati alla direzione della fabbrica di San Pietro dal 1500 al 1626. I lavori di riedificazione della antica basilica, fatta originalmente costruire da Costantino nel 312, iniziarono nel 1506 con papa Giulio II che affidò il progetto a Donato Bramante. Del progetto originale del Bramante, concepito a pianta centrale, sormontato da una grande cupola su modello del Pantheon, furono realizzati i grandi pilastri centrali con gii archi di sostegno alla cupola.
Alla direzione dell'opera si susseguirono Raffaello, Giuliano da Sangallo, Baldassare Peruzzi, Antonio da Sangallo il Giovane e infine Michelangelo che riprese l'impianto originale di Bramante e progettò la maestosa cupola, la cui costruzione fu terminata dopo la sua morte da Giacomo Della Porta. Nel Seicento l'architetto Carlo Maderno ampliò la basilica prolungando le navate verso la piazza.
È sua anche l'odierna facciata. Ali'interno della chiesa si possono ammirare alcune celebri opere d'arte, come il Baldacchino sopra l'altare maggiore del Bernini e la statua della Pietà di Michelangelo. Tra il 1656 e il 1667 nella piazza antistante a basilica Gian Lorenzo Bernini realizzò un grande portico colonnato a quadruplice fila di colonna tuscaniche, capolavoro barocco di gioco prospettico e scenografia illusionistica, con un chiaro significato simbolico: i due emicicli si allungano dalla basilica come due braccia aperte ad accogliere tutta l'umanità.
Per poter apprezzare il gioco prospettico illusionistico, ci si deve collocare su uno dei due dischi di marmo sul selciato, corrispondenti ai fuochi dell'elisse della piazza, e per magia le colonne delle tre file esterne spariscono dietro quelle della curva interna. L'effetto è ottenuto grazie all'aumento graduale del diametro delle colonne dalla fila interna a quella esterna.