לאחר השלמתה של הבזיליקה, החלו להופיע סימנים לבעיה הנדסית בכיפה. בעיה זאת הייתה עצם הצבת מתח גדול מידי על החישוקים המגינים על הכיפה מקריסה. לחישוקים אלה הוחלט בסופו של חישוקים נוספים ולאטם את הסדקים בחישוקים הקיימים. חישוקים ראשונים נוספו לכיפה של מיכלאנג'לו בין השנים 1589–1592, על ידי האדריכל הראשי של מלאכת הבנייה ויורשו של מיכלאנג'לו בתפקיד, ג'יאקומו דלה פורטה. בעיה זאת צצה עוד פעם במאה ה-18 והוחלט להוסיף עקב כך חישוקים נוספים אפילו יותר.
אדריכלות.
החזית.
ממדי החזית הם: על . על גג החזית מופיעים פסליהם של ישו ויוחנן המטביל, לצד פאולוס הקדוש ופטרוס הקדוש ושליחים נוספים. פסליהם של פאולוס ופטרוס גדולים ומרשימים יותר מאלו של השליחים. החזית כוללת בנוסף גם 2 שעונים, שאחד מהם משנת 1288. החזית עצמה נבנתה ותוכננה על ידי האדריכל קרלו מדרנו בסגנון הרנאנס הגבוה. על החזית מוצבת מרפסת מרשימה שנקראת Loggia of the Blessings, היא המרפסת המשמשת להכתרת האפיפיור החדש. מעל הכניסה ומתחת למרפסת ממוקם תבליט המתאר את נתינת המפתחות לפטרוס הקדוש על ידי ישו
הכניסה.
הכניסה מכילה כמה וכמה דלתות ראשיות בכניסתה. את הדלת הימנית ביותר בנה אנטוניו אוורולינו בשנת 1455 והתאפיינה בחן רב, עוד כשהייתה קיימת הבזיליקה הישנה. מימינה נמצאת הדלת הקדושה שעיצב ויקו קונסורטי (Vico Consorti) מ-1950. הדלת הקדושה משמשת אך ורק את האפיפיור בשנת יובל לבזיליקה בלבד. מעל הדלת הקדושה מופיע הכיתוב:
אלו הן ההוראות לפיהן משתמשים בדלת.
וכך הוא המשך הכיתוב:
בצד שמאל ניצב פסלו של קרל הגדול, שיצר הפסל אוגוסטינו קורנאקיני (Agostino Cornacchini) ובצד ימין עומד פסלו של קונסטנטינוס הגדול (מייסד הבזיליקה) שיצר ג'ובאני לורנצו ברניני בשנת 1670. הדלת הדרומית ביותר נקראת "דלת המתים" והיא עוצבה על ידי Giacomo Manzù. על הכניסה מופיע הכיתוב:
הספינה הראשית.
הספינה הראשית כוללת בצדדיה השונים קפלות עם פסלים הנוגעים בנושאים דתיים. הפסל המפורסם ביותר מכולם הוא הפייטה (Pietà) של מיכלאנג'לו. הקפלה הממשיכה את הקפלה של הפייטה היא קפלת אכילת לחם הקודש, עם אחת היצירות המפורסמות ביותר של ברניני ואחריו מופיע פסלו של גרגוריוס השלושה עשר שנבנה על ידי קמילו רוסקוני. בהמשך הבזיליקה מופיע פסלו של פטרוס הקדוש בעת הכתרתו, שמיוחס לאומן הימיי ביניימי ארנופולו די קאמביו (Arnolfo di Cambio). במקום ההצטלבות של הספינה הראשית עם הספינה המשנית עומדים 4 עמודים עצומים שמקור בהשראה מאיה סופיה באיסטנבול. אורכה של הספינה הראשית עומד על 218 מטר.
פסליהם של ארבעת הקדושים בספינה הראשית.
פסליהם של 4 קדושים מופיעים בבזיליקה ומכילים בקרבתם (בתוך קפלות מיוחדות) את שרידיהם של קדושים אלו.
בלדקינו.
על קברו של פטרוס מוצבת חופה ("בלדקינו" "baldacchino", באיטלקית) המורכבת מארבעה עמודים בגובה של 96 רגל, אשר עוצבה על ידי הפסל האיטלקי ג'ובני לורנצו ברניני ונמצאת בדיוק מתחת לכיפת הבזיליקה. עמודי הבלדקינו מצופים בקישוט ספירלי, דבר שנותן תחושה של עלייה השמיימה המקושטים בעלי דפנה וזית. הבלדקינו עשוי מיותר מ-100,000 פאונד של ברונזה, וגובהו שווה לבניין בן 10 קומות. בבארוק התחושה היא אנטי סטטית, אין קווים ישרים אלא קימוטים, גלים, שבירות, קיפולים וכדומה. הבלדקינו נעשה כתוספת לאחר השלמת הבנייה (לא תוכנן במקור) מאחר שקנה המידה הגדול של הכנסייה לא איפשר לצופה לחוש את חוויית המקום בפריים אחד אלא תוך הזזת הראש כלפי מעלה ולכן הבלדקינו שימש כאיזון פרופורציונלי. בתוך הבלקדינו נמצאת יונה שפיסל ברניני כסימיון לרוח הקודש.
כדי לבנות את הבדקינו העצום הצטרך ברניני כמות ענקית של ברונזה, שאותה הוא השיג מהפורטיקו של הפנתאון ברומא. על כך נאמר:
מפתחות אורבנוס השמיני.
סמל זה של האפיפיור אורבנוס השמיני חרוט על בסיס הבדלקינו. המפתחות מייצגים את אותם המפתחות שקיבל פטרוס הקדוש מישו, והם לקוחים בין היתר גם מתוך שלט האצולה האפיפיורי של אורבנוס.
האפסיס.
האפסיס של ברני הקרוי בשם "הכס של פטרוס הקדוש בהדרו" הוא כנראה מדוגמאות הבארוק הטובות בכל הזמנים, והוא אחד ממוקדי הבארוק הבולטים יותר בבזיליקה. תקרת האפסיס המוזהבת מכילה תבליטים המתארים את חיוו של ישו ושליחיו. ברניני עצמו יצר את השיא של האפסיס והוא הכיסא הריק של פטרוס הקדוש. כיסא זה נוצר על ידי ברניני עצמו ומכיל בתוכו את הכיסא המקורי ששימש את פטרוס הקדוש לפי האמונה הנוצרית. הכיסא של ברניני עשוי מכמויות עצומות של ברונזה מצופה, והכיסא המקורי של פטרוס הקדוש נמצא בתוך הכיסא של ברניני העוטף והמגן עליו מכל עבר. המזבח של ברניני עצמו מכיל דמויות של מלאכים ועננים המקיפים את החלון העגול שבמרכזו יונה המסמלת את רוח הקודש. בנוסף לכל על הכיסא של ברניני מופיע תבליט בו נראה פטרוס הקדוש, מקבל במלא האחריות את המפתחות לגן העדן מידיו של ישו. הכיסא עצמו מכיל לצידו את פסליהם של 4 אנשי כנסייה ותאולוגים חשובים, והם: אוגוסטינוס, אתנסיוס, יוחנן כריסוסטומוס ואמברוזיוס. על פי אחד מחוקי אדריכלות הבארוק החשובים ביותר, נותנים הפסלים של תאולוגים אלו תחושה של זרימה ותנועה אל המבנה ובכך מקיימים חוק התנועה של הבארוק. במזבח מופיעים גם 4 דמויות המחזיקות את הכתר הקדוש. ייתכן בהחלט כי זאת היא לא פחות ממידע נסתר שאמור להראות למאמין הנוצרי כיצד לתמוך בכנסייה בזמנים קשים בה היא נמצאה באותה התקופה (בגלל הרפורמציה הפרוטסטנטית).
הפסיפסים.
פסיפסי בזיליקת פטרוס הקדוש נמצאים במיקום המפגש של הספינה הראשית עם שאר חלקי הבזיליקה, בדיוק ליד הבלדקינו של ברניני. הפסיפסים עצמם נראים כפרסקו אך הם אינם. בנוסף קיימים פסיפסים נוספים עוד מתקופת הבזיליקה הישנה (רשימת פסיפסים מופיעה בהמשך הערך).
הכיפה.
הכיפה העצומה של בזיליקת פטרוס הקדוש עוצבה מבפנים בין השנים 1603–1613 על פי Giuseppe Cesari. על הכיפה מופיע הכיתוב:
הכיפה עצמה מורכבת מ-2 כיפות נוספות: האחת היא כיפה פנימית והשנייה היא כיפה חיצונית המיוצבת על ידי חיזוקי ברזל שנוספו במהלך המאה ה-18 כדי לשמור על יציבות המבנה. ברמנטה עצמו התכוון לבנות כיפה אחת בלבד למבנה, אך התוכנית השתנתה לכיפה כפולה על ידי אנטוניו דה סנגלו כיוון שיצרה בעיות הנדסיות חמורות. מיכלאנג'לו יצר חיזוקים חשובים לכיפה, שמייצבים אותה עד היום. הכיפה כוללת בקצה שלה צלב עצום, שתהליך השמתו שם היה קשה במיוחד.
ליד קצה התורן של הכיפה הגדולה (מתחת לכיפה הקטנה יותר שמעל לכיפה הראשית) מופיע הכיתוב:
כשיצר מיכלאנג'לו את הכיפה הוא ביסס את המבנה שלה בבירור על הכיפה שהעריץ עוד משחר ילדותו, כיפת קתדרלת פירנצה. למעשה הוא אפילו ביקש ממכרים שהיו לו בפירנצה, לשלוח לו במיוחד את המידות המדויקות של הכיפה. ייתכן כי כוונתו המקורית של מיכלאנג'לו לכיפה הייתה לבנות אותה בצורה מעט מחודדת. מסתבר שייתכן שאפילו הרבה יותר מחודדת מאשר זאת הקיימת בפירנצה. כנראה הסיבה שגרמה למיכלאנג'לו לבנות אותה בצורה מעוגלת (או "כיפתית" יותר) הייתה סיבה טכנית: המבנה יצטרך לנשוא מעליו הרבה פחות משקל אם ימנע מלהיות מחודד כמה שרק אפשר. בנוסף לפי התוכנית המקורית של מיכלאנג'לו (חוץ מהעובדה שרצה בצלב יווני ולא בצלב לטיני) היו ארבע כיפות משנה לכיפה הגדולה שמתוכם הושלמו רק שתיים. עיצוב הפנים של הכיפה עצמה מתאר דמויות דתיות נוצריות לאורך ההיסטוריה של הנצרות. הכיפה עצמה אמורה להדמות את התחושה של גן העדן יותר מאשר את התחושה של מבנה שנבנה על ידי בני אדם; זו הסיבה שמופיעים כוכבים במרכז הכיפה (לקראת מקום ההתחברות עם "הכיפה הקטנה") שאמורים לדמות את השמיים. מעגל שורת האותיות המעוגלת שבבסיס הכיפה נמצאת הגלריה, מעליה 16 חלונות עצומים ומעליהם מתחילה סדרת העיטורים. 16 הדמויות הראשונות ממקום ההתחלה שמעל לחלונות הוא של 16 קדושים. מעליהם מופיעים דמויותיהם של מהאישים החשובים בנצרות והם: ישו, מריה, יוחנן המטביל, 12 השליחים ויוסף הקדוש. מעליהם מופיעים דמויותיהם המרהיבות של המלאכים המביאים כלים שישמשו במהלך הוויה דולורוזה. בתוך הצורות המעגליות והלאה מופיעים דמויותיהם של מלאכים. בקצה הכיפה עליונה ביותר בכל הבזיליקה ("הכיפה הקטנה") מופיעה דמותו גדולת הממדים של האל האב. כל הדמויות והעיטורים הפנימיים הם לא פחות מפסיפסים זעירים, כשקוויי מתארם נוצרו במשך שנים מרובות על ידי קוואליר ד'ארפינו ( Cavalier d'Arpino).
התצפית.
בראש הכיפה ממוקמת תצפית על כל רומא. למרות הדרך המסורתית להגעה אל תצפית בזאת אחרי עלייה של 551 מדרגות ישנה מעלית באתר המגיעה עד תחילתה של הכיפה. אחרי 320 מדרגות מופיע מפלס הגלריה, שממנה נשקף נוף מרהיב ביופיו אל פנים הבזיליקה.
האנדרטה לקלמנס השלושה עשר.
לקלמנס השלושה עשר מוקדשת אנדרטה שנבנה על ידי אנטוניו קנובה ב-1784. המבנה מבוסס על קברו של ברניני, ובאנדרטה מוצגות שתי דמויות: האמונה הנושאת את הצלב, ורוח המוות. בנוסף אליהן, צופים שני אריות אל עבר המתרחש.
קבר יוחנן פאולוס השני.
יוחנן פאולוס השני קבור גם הוא בבזיליקה. ההערכה היא שכ-15,000 עד 20,000 איש מבקרים בקבר מדי יום.
האנדרטה לאפיפיור אלכסנדר השביעי.
אנדרטה זו נבנתה על ידי הפסל ג'ובאני לורנצו ברניני לכבודו של האפיפיור אלכסנדר השביעי. קומפלקס ומערכת פסלים גדולה ומרשימה זאת מציגה את אלכסנדר השביעי ישוב על כיסא מפואר כשמתחתיו נמצאת דלת העשויה משיש. ליד הדלת עומד פסל של שלד המחזיק בידיו שעון חול – כל זאת מתוך כוונה להדגיש את אי הנצחיות של החיים.
מזבח השקר.