La chiesa di S. Pietro in Valle di Fano fu così denominata perché costruita presso l’antico dislivello (ad vallum) fra la città romana e il mare adriatico, sull’area di una precedente chiesa medievale dedicata al santo. L’aspetto attuale risulta, dunque, il risultato della ricostruzione effettuata nel 1608 per volere dei Padri Filippini della Congregazione dell’Oratorio su progetto dell’architetto Giovan Battista Cavagna mentre la cupola fu realizzata solo nel 1696 dall’architetto Girolamo Caccia.
La chiesa fu consacrata successivamente nel 1617 senza che fossero ancora terminate le ornamentazioni. Evidente appare il contrasto tra l’aspetto esterno privo dei rivestimenti e quello interno, ricchissimo di stucchi, oro, marmi e pitture, uno degli esempi più belli di arte barocca in territorio marchigiano.
Le prime decorazioni furono realizzate tra il 1618 e il 1620 dallo stuccatore romano Pietro Solari e il pittore urbinate detto il Sordo che affrescò le volte della navata e il presbiterio con episodi della vita di S. Pietro come pure i lati del finestrone di facciata e la parete dell’altare maggiore con l’Annunciazione e le due tele laterali della cappella dedicata a S. Paolo.
La fastosa decorazione interna della cupola fu eseguita dal pittore bolognese Lauro Buonaguardia (1699-1700) mentre le ornamentazioni delle due cantorie, ai lati del transetto, dal comasco Giorgio Ferretti (1710). Una ricca collezione di tele, oggi conservate presso la Pinacoteca Civica, impreziosiva l'intero complesso. Citiamo i dipinti di Antonio Viviani, Lorenzo Garbieri, l’Annunciazione di Guido Reni (1621), la Crocifissione e la Deposizione di Alessandro Vitali, la Natività di S. Giovanni Battista e Decollazione di S. Giovanni Battista di Giovan Giacomo Pandolfi, S. Pietro che guarisce lo storpio di Simone Cantarini, S. Pietro che resuscita Tabita di Matteo Loves, la Vergine e S. Filippo Neri di Luigi Garzi, il Sogno di S. Giuseppe, Visione di S. Carlo Borromeo, S. Carlo Borromeo ricevuto dai coniugi Petrucci e S. Carlo Borromeo che risana un bimbo cieco di Giovanni Francesco Guerrieri, la Natività di San Giovanni Battista e S. Giovanni che predica alle turbe di Sebastiano Ceccarini e Carlo Magini.