Già nel V secolo su questo luogo sorgeva un piccolo tempio paleocristiano (edificato in parte sui resti di un tempio pagano probabilmente dedicato a Venere). Più tardi vi fu costruito anche un attiguo monastero benedettino.

In epoca del regno longobardo la custodia dell'antico tempio era affidata ai monaci di san Colombano di Bobbio insediati nel monastero.

Nel X secolo la chiesetta passò alle dipendenze della diocesi di Luni fino al 1133 quando rientrò nella diocesi di Brugnato. Il tempio era stato dedicato a san Pietro il 19 luglio 1118 da papa Gelasio II insieme al dono di una reliquia dell'apostolo[1].

Nel XIII secolo i Genovesi costruirono una seconda chiesa comunicante con l'antico tempio paleocristiano così da formare un unico edificio più grande.

Il complesso della chiesa perse il titolo di parrocchiale di Porto Venere, sul finire del XIV secolo, a favore della chiesa di San Lorenzo, ma fu regolarmente officiata dal clero secolare fino al 1798[1].

Nel 1494 un grave incendio colpì il paese di Porto Venere e coinvolse anche la chiesa di San Pietro. Nello stesso anno la chiesa venne anche gravemente danneggiata dagli attacchi portati dalla flotta di Carlo VIII nel corso della Prima guerra italiana e dal disastroso bombardamento effettuato dalle artiglierie aragonesi (16 luglio, battaglia di Portovenere).

In rovina, la chiesa venne anche ripetutamente depredata dei suoi materiali ornamentali che vennero usati per reimpieghi nella chiesa di San Lorenzo ed in altri edifici.

Durante le guerre napoleoniche, il complesso di San Pietro fu dapprima occupato dalle milizie austro-russe che ne fecero un bivacco. Poi fu la volta della soldataglia napoleonica che ne rubò i quadri, fuse le campane, usò le travature di legno del tetto come legno da ardere e v'installò una batteria di cannoni.

Agli inizi del XX secolo si pose mano a degli interventi conservativi. Poi estese indagini archeologiche e un importante restauro della storica chiesa sono avvenuti, dal 1929 al 1934, e hanno ripristinato gli ambienti paleocristiano e medievale; la chiesa è stata infine riconsacrata nel mese di ottobre 1934.

La chiesa di San Pietro è inclusa nel Catalogo Generale dei Beni Culturali Italiani.