Главный собор Болоньи начали строить в 1390 году, но создание боковых капелл закончилось только в 1479 году. В 1646-1658 годах прошли декоративные работы в центральной части храма. Оформление фасада церкви продолжается до сих пор.
Святой Петроний, которому посвящена базилика, в V веке был епископом и покровителем Болоньи. Его мощи хранятся здесь с 2000 года. На данный момент высота сводов базилики составляет 45 метров, длина — 132 метра, что делает его пятым по величине храмом Европы. Внутри имеется захоронение Элизы Бонапарт — сестры Наполеона I.
В базилике святого Петронио расположен старейший в Италии орган, созданный тосканским мастером Лоренцо ди Джакомо в 1475 году. В крипте можно увидеть «группу триумфального креста», выполненную в 1160-1180 годах.
