Basilika Kepausan Santo Petrus di Vatikan (bahasa Latin: Basilica Sancti Petri, bahasa Italia: Basilica Papale di San Pietro in Vaticano, bahasa Inggris: Papal Basilica of St. Peter in the Vatican) atau lebih dikenal dengan Basilika Santo Petrus adalah sebuah gereja basilika mayor Katolik yang berada di Kota Vatikan, dikelilingi oleh Roma. Basilika Santo Petrus merupakan salah satu gereja terbesar yang pernah dibangun (meliputi area 23.000 m² dan memiliki kapasitas lebih dari 60.000) dan salah satu situs tersuci dalam Gereja Katolik Roma dan Kekristenan secara keseluruhan. Konstruksi basilika ini dimulai pada 1506 dan rampung pada 1626.

Basilika ini dirancang secara utama oleh Donato Bramante, Michelangelo, Carlo Maderno dan Gian Lorenzo Bernini. Basilika Santo Petrus merupakan salah satu karya paling terkenal dari arsitektur Renaisans dan menjadi gereja terbesar di dunia berdasarkan ukuran interiornya. Meskipun bukan induknya gereja Gereja Katolik maupun katedral Keuskupan Roma (gelar serupa ini dipegang oleh Basilika Agung Santo Yohanes Lateran di Roma), Basilika Santo Petrus dianggap sebagai salah satu tempat suci Katolik tersuci. Basilika Santo Petrus telah digambarkan sebagai "gereja yang memegang posisi unik di dunia Kekristenan", dan menjadi "Gereja yang terbesar dari semua gereja dalam denominasi Kristen."

Tradisi Katolik berpendapat bahwa Basilika Santo Petrus merupakan tempat pemakaman Santo Petrus, pemimpin di antara para rasul Yesus dan juga Uskup Roma (Paus) pertama. Makam Santo Petrus berada tepat di bawah altar basilika yang tinggi, yang juga dikenal sebagai Altar Pengakuan. Terkait alasan tersebut, banyak paus telah dikebumikan di Basilika Santo Petrus sejak periode Kristen awal.

Basilika Santo Petrus terkenal sebagai tempat ziarah dan fungsi liturginya. Paus memimpin sejumlah liturgi sepanjang tahun, baik di dalam basilika atau Lapangan Santo Petrus yang terletak bersebelahan; liturgi ini menarik jumlah umat dari 15.000 hingga lebih dari 90.000 orang. Basilika Santo Petrus memiliki banyak asosiasi sejarah, dengan Gereja Kristen Awal, Kepausan, Reformasi Protestan dan Kontra-reformasi Katolik serta banyak seniman, khususnya Michelangelo. Sebagai karya arsitektur, bangunan ini dianggap sebagai bangunan terbesar pada masanya. Berlawanan dengan kesalahpahaman populer, Basilika Santo Petrus bukanlah katedral, karena bukan merupakan tempat bagi takhta uskup, karena katedral bagi Paus sebagai uskup Roma berada di Basilika Agung Santo Yohanes Lateran.