Nel chiostro a destra della chiesa di S. Pietro in Montorio, il tempietto è un edificio circolare con cupola, cinto all'esterno da 16 colonne in granito, che fu eretto nel 1508-1512 (ma la data è ancora discussa) sul luogo ove, secondo una tradizione priva di fondamento, sarebbe stato crocifisso S. Pietro. Il tema del «martyrium» e la memoria dell'antico suggerirono a Bramante la scelta della pianta circolare. Ne è derivata la struttura articolata in una peristasi di colonne tuscaniche, avvolgente un corpo cilindrico che non si arresta alla trabeazione ma emerge scandito da paraste e nicchie, contornato da una balaustra e coronato da una cupola emisferica con lanternino. Il peribolo e la balaustra mettono in comunicazione lo spazio interno con quello esterno, rapporto che, secondo il pensiero di Bramante tramandatoci da Sebastiano Serlio, sarebbe dovuto essere ulteriormente amplificato da un loggiato concentrico, in sostituzione dell'attuale cortile. All'interno, il pavimento è di tipo cosmatesco; sull'altare, la statua di S. Pietro è opera di un lombardo del sec. XVI. Per la doppia rampa di scale berniniana si scende nella cripta: al centro il foro dove sarebbe stata conficcata la croce del martirio; la bella decorazione a stucco (storie della vita di S. Pietro) è di Giovanni Francesco Rossi.