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 hacen de ella la quinta iglesia más grande del mundo.
Dedicada a San Petronio, patrón de la ciudad , 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 .
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 solo 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 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 solo en 1929 y no fue consagrada hasta 1954; solo desde el año 2000 alberga las reliquias del santo patrón, hasta entonces conservadas en la basílica de Santo Stefano.
En su interior destacan el Matrimonio místico de Santa Caterina de Filippino Lippi, una Virgen y Santos de Lorenzo Costa el Joven, una Piedad de Amico Aspertini.
Son notables también el juego de colores de los revoques y las vidrieras policromadas.
Cabe resaltar también el coro de madera del Quattrocento de Agostino de' Marchi, los dos órganos monumentales , fue añadido a finales del siglo XVI), y el ciborio del altar mayor, erigido en 1547 por Vignola.
La cuarta capilla en el lado izquierdo, la capilla Bolognini, decorada a inicios de 1400, tiene una rica transenna marmórea en estilo gótico; en el altar se encuentra un riquísimo políptico gótico de madera dorada y policromada, con veintisiete figuras talladas y otras pintadas. Las paredes están pintadas al fresco, en su totalidad, por Giovanni de Módena: a la derecha el viaje de los Reyes Magos; en la de enfrente, episodios de la vida de San Petronio. A la izquierda el complejo del Juicio Universal presenta una figuración de tipo dantesco, dividida en tres espacios; arriba, el paraíso, lugar de los santos, con la coronación de la Virgen y Cristo en una forma «almendrada» ; abajo, el arcángel Miguel y el Infierno dividido en «bolgias» , con una gigantesca figura de Lucifer y Mahoma recostado.
También es posible admirar en el interior de la iglesia la Meridiana de Giandomenico Cassini, construida en 1655 sobre un proyecto del astrónomo Giovanni Domenico Cassini: sus 66,8 m de largo hacen de ella la línea meridiana más larga del mundo.
La iglesia acoge los restos de Elisa Bonaparte, hermana de Napoleón.
La basílica de San Petronio fascinó al poeta italiano Giosuè Carducci, que le dedicó la poesía Nella piazza di San Petronio.
