Die im Kern spätromanisch-frühgotische kreuzförmige Basilika mit Doppelturmfront und polygonaler Apsis wurde im frühen 13. Jh. erreichtet. Der platt geschlossene Chor wurde um 1300 angefügt und nach einem Brand 1728 ist die Rippenwölbung im gebundenen System zugunsten einer barocken Raumgestaltung aufgegeben worden. Das Kircheninnere wurde schließlich 1974–83 durch den Dresdner Bildhauer Friedrich Press (1904–1990) grundlegend umgestaltet.

Das Kircheninnere wird von dem Einbau eines modernen Gemeinderaumes in den barocken Emporensaal bestimmt. Am durch eine Glaswand geschlossenen Triumphbogen hängt ein Kruzifix von Friedrich Press. Zu erwähnen sind die barocken Ausstattungsstücke von Johann Christian Feige von 1734 (Kanzel, Taufe und Lesepult), eine geschnitzte Abendmahlsdarstellung des Freiberger Domapostelmeisters von 1510/20 und das Altarkruzifix von 1667. Die Orgel in barockem Prospekt ist ein Hauptwerk des ortsansässigen Orgelbauers Gottfried Silbermann (1683–1753) aus den Jahren 1733/35.

Quellenangaben: Dehio Sachsen II, 1998, S. 277–279; U. Richter, Zur Baugeschichte der Freiberger Petrikirche, in: Mittelungen des Freiberger Altertumsvereins 93/2003, S. 185–210; http://de.wikipedia.org/wiki/Gottfried_Silbermann