La basilica di San Pietro Apostolo, in località San Piero a Grado, è una delle più importanti chiese nella zona di Pisa. Mirabile esempio di architettura ecclesiastica precedente alla cattedrale pisana, la suggestiva basilica sorse in prossimità di uno scomparso scalo fluviale, chiamato Grado, dell'antico Porto Pisano, dove secondo la tradizione sarebbe approdato san Pietro nell'anno 44.

Un primo edificio paleocristiano fu costruito nel IV secolo. Era orientato verso est (leggermente inclinato rispetto alla chiesa di oggi), aveva tre navate di cui solo l'ultima terminante con abside semicircolare. Le mura di quest'ultima sono ancora visibili oggi e costituiscono il semicerchio più esterno messo in luce dagli scavi. Al centro dell'abside venne posta la colonna con l'altare di san Pietro visibile ancora oggi. Il piano di calpestio era poco meno di un metro sotto quello attuale.

Sulle pareti della navata centrale si svolge un vasto ciclo di affreschi, recentemente restaurato, eseguito dal lucchese Deodato Orlandi (attivo agli inizi del XIV secolo), su commissione dell'importante famiglia longobarda pisana dei Gaetani in occasione del Giubileo indetto nel 1300 dal papa Bonifacio VIII (Benedetto Caetani), famiglia proprietaria di vasti territori a Pisa tra San Piero ad gradum Arni e San Giovanni ad ripam Arni e intorno al castello di Terriccio nella maremma pisana.

Nella parte inferiore sono raffigurati i Ritratti dei Pontefici, da san Pietro apostolo a Giovanni XVII (1003): questa serie di ritratti oggi è una fonte iconografica ancora più preziosa dopo il disastroso incendio del 1823 che distrusse quasi completamente la basilica di San Paolo fuori le mura a Roma e a causa del quale fu gravemente danneggiata anche la celebre serie di ritratti dei pontefici. Nella zona intermedia, in trenta riquadri, si sviluppano le Storie della vita di san Pietro, comprendenti anche alcuni Episodi della vita di san Paolo, Costantino e san Silvestro, esemplati su quelli dell'antica basilica vaticana e sugli affreschi di Cimabue ad Assisi.

Nella zona superiore sono raffigurate le Mura della città celeste, in alcuni tratti completamente rifatte in epoche successive: si tratta di una serie di finestre ad arco dipinte con attenzione a particolari architettonici tridimensionali dove si affacciano ritmicamente angeli e santi. Lungo le pareti e nelle absidi restano alcune testimonianze delle decorazioni pittoriche che in varie epoche hanno arricchito l'importante basilica. Da segnalare nell'abside laterale sinistra l'affresco della Assunzione della Vergine (XI secolo), in cui sono visibili gli apostoli acefali nel registro inferiore e la Vergine affiancata da Angeli in quello superiore. Lungo la navata laterale sinistra troviamo una Annunciazione (fine XIII secolo).