La Basílica de San Petronio es la iglesia principal de la ciudad italiana de Bolonia, de la que domina la Plaza Mayor. Sus imponentes dimensiones (132 metros de largo por 60 de ancho, y una altura de la cúpula de 45 metros) hacen de ella la quinta iglesia más grande del mundo.
Dedicada a San Petronio, patrón de la ciudad ( de la que fue obispo en el siglo V), su construcción se remonta a 1390, cuando el ayuntamiento encargó a Antonio di Vincenzo los trabajos de edificación de una gran catedral en estilo gótico, que según las primeras intenciones hubiera debido sobrepasar —en dimensión — a la Basílica de San Pedro, en Roma (el proyecto de tal majestuosidad fue bloqueado por voluntad papal).
La basílica gozó desde un principio de gran prestigio, hasta el punto de ser escogida por Carlos V para su coronación como emperador por parte de Clemente VII en 1530.
Los trabajos se alargaron durante siglos: tras la realización de la primera versión de la fachada, en 1393 se iniciaron las obras para las capillas laterales,que fueron concluidas sólo en 1479. Las decoraciones de la nave central son obra de Girolamo Rainaldi, que las llevó a cabo entre 1646 y 1658.
El embellecimiento de la fachada, con los nuevos portales menores a modo de corolario del portón central de Jacopo della Quercia, supuso también el revestimiento de la fachada. Pero las obras se pararon y retomaron varias veces: numerosos arquitectos (entre ellos, Baldassarre Peruzzi, Jacopo Barozzi da Vignola, Andrea Palladio, Alberto Alberti) fueron llamados para proponer soluciones artísticas, sin encontrar nunca una definitiva. Hoy en día la fachada permanece todavía incompleta.
La basílica fue transferida a la diócesis sólo en 1929 y no fue consagrada hasta 1954; sólo desde el año 2000 alberga las reliquias del santo patrón, hasta entonces conservadas en la basílica de Santo Stefano.
