Osemintele au fost descoperite în timpul săpăturilor realizate în 1940, sub Pontificatul lui Pius al XII-lea, într-o necropolă situată sub bazilică, lângă un monument construit în secolul al IV-lea, pentru a-l onora pe cel considerat drept primul apostol. Oseminte descoperite atunci erau înfăşurate într-o pânză brodată cu fir de aur.
Suveranii Pontifi nu au atestat niciodată că osemintele sunt sută la sută autentice, însă, după cum afirma Paul al VI-lea în 1968, teste ştiinţifice au conchis că există o „mare probabilitate” ca acestea să fie fost cele ale „pescarului de la Marea Galileei”, devenit ulterior Sfântul Petru.
Sfântul Petru a fost crucificat cu capul în jos în anii 64-70, în amfiteatrul lui Caligula, unde se găsesc în prezent Grădinile Vaticanului.