La Basilica di San Petronio, dedicata al patrono cittadino (ottavo vescovo di Bologna dal 431 al 450), è la più grande e importante chiesa bolognese (m 132 di lunghezza, 66 di larghezza totale, 47 di altezza).
La costruzione fu iniziata nel 1390 sotto la direzione di Antonio di Vincenzo. Nel 1514 Arduino degli Arriguzzi propone un nuovo modello a croce latina che avrebbe superato in grandezza la chiesa di San Pietro a Roma. Secondo la leggenda Pio IV bloccò la realizzazione di questo sogno megalomane, sollecitando i lavori per la costruzione dell'Archiginnasio.
Anche la facciata rimase incompiuta. La copertura della navata maggiore e la chiusura dell'abside furono ultimate solo nel 1663 su progetto di Girolamo Rainaldi e direzione di Francesco Martini. Lle navate minori vennero chiuse da muri rettilinei.