Die Basilica di San Pietro di Castello, gelegen auf der alten Insel Olivolo (heute Castello genannt, nach dem sie benannt ist), war fast siebenhundert Jahre lang, von 775 bis 1451, der Bischofssitz unabhängig vom Patriarchat von Grado und später Kathedrale und patriarchalischer Sitz bis 1807, als der Titel an San Marco überging.
Ursprünglich war die Kirche den byzantinischen Heiligen Sergius und Bacchus geweiht und stammt aus dem 7. Jahrhundert; im Laufe der Jahre, gegen das 9. Jahrhundert, gründete Bischof Magnus eine Gruppe „Mutterkirchen“, zu denen auch diese gehörte, die er dem Apostel Petrus widmete.
Die heutigen Formen der Kirche stammen aus den Arbeiten, die zwischen dem Ende des 16. und den ersten dreißig Jahren des 17. Jahrhunderts ausgeführt wurden. Die Erneuerung der Fassade, die von Francesco Smeraldi durchgeführt wurde, ist der Vollzug des vorhergehenden Projekts von Andrea Palladio aus dem Jahr 1556.
