L'imperatrice Elia Eudocia, moglie di Teodosio II, donò alla figlia Licinia Eudossia una preziosa reliquia ricevuta dal patriarca di Gerusalemme Giovenale. Si trattava delle catene (vincula) con le quali era stato legato San Pietro a Gerusalemme.
Secondo la tradizione queste catene e quelle subite dall'Apostolo nel carcere Mamertino a Roma si unirono miracolosamente ed indissolubilmente quando furono avvicinate fra loro dal papa Leone I. Per custodirle Eudossia fondò la basilica che prese il nome di Basilica di San Pietro in Vincoli o Basilica Eudossiana.
La fondazione della basilica da parte di Eudossia avvenne su una preesistende basilica cristiana del IV secolo a sua volta trasformazione di un edificio del III secolo. I resti di queste precedenti costruzioni sono visibili nel sottosuolo.
Nel 439 papa Sisto III consacrò la basilica che fu successivamente restaurata e modificata nel XV, nel XVIII e nel XIX secolo.
La facciata presenta un portico formato da cinque arcate sorretta da pilastri in pietra chiuso da una cancellata, con una semplice sopraelevazione del XVI secolo.
All'interno del portico, sul portale, campeggia lo stemma marmoreo della famiglia della Rovere, la casata di Sisto IV e di Giulio II.
Nella Basilica si trovano opere notevoli come un affresco della scuola di Antoniazzo Romano (Processione propiziatoria per la peste del 1476), un Sant'Agostino e una Santa Margherita del Guercino, Liberazione di San Pietro del Domenichino, Cristo deposto del Pomarancio.
Ma l'opera più notevole e famosa fra quelle che ornano la chiesa è la statua del Mosè, scolpita da Michelangelo Buonarroti fra il 1514 ed il 1516 per il progettato mausoleo di Giulio II, un grandioso monumento funebre che non fu mai realizzato se non nella versione ridotta nella quale è collocata la statua. Il patriarca, rappresentato seduto, sorregge le tavole delle Leggi appena ricevute sul monte Sinai.