圣伯多禄大殿（拉丁语：Basilica Sancti Petri）是4世纪时建成的天主教会圣殿，位于现时梵蒂冈圣伯多禄大殿的位置。大殿前身为尼禄马车竞技场，于君士坦丁在位的时候建造。为分别此大殿及建于1506年至1626年的新圣伯多禄大殿，此大殿又称为旧圣伯多禄大殿。
旧圣伯多禄大殿于318年至322年间开始建造，约30年后完工。大殿在其后的12世纪在天主教会和罗马都有重要的意义，亦为教徒朝圣之地。
此教堂为举行教宗加冕礼（英语：Papal coronation）的地方，在800年，查理大帝受教宗良三世加冕为“罗马人的皇帝”，成为西罗马帝国的继承人和天主教世界的保护者；846年，撒拉森人为得到圣殿的财宝和圣餐仪式器皿破坏圣殿，由于圣殿位于奥勒良城墙外，少了一层保护，而成为他们攻击的目标，其后教宗良四世收复教堂后建设利奥尼内城（英语：Leonine City）以保护教堂；1099年，教宗乌尔巴诺二世连同安瑟莫召开复活节会议（英语：Easter Council），重申反对叙任权斗争及神职人员与世俗领主的不良关系。
到了15世纪，教堂结构日益变旧，亚维农教廷迁回罗马后，莱昂·巴蒂斯塔·阿伯提和贝尔纳多·罗塞利诺提出重修教堂，维修半圆形后殿，并于在圣殿正面加建多层阳台。阿尔伯蒂断言圣殿有结构问题：
“我注意到圣伯多禄大殿有一个不好的特点：又长又高的墙，没有足够结构给予承托，又没有扶壁支撑；墙壁窗洞又太大；结果风的流动导致墙面被侵蚀；无疑再改动有机会让建筑倒塌。”
儒略二世原本打算保留此建筑，但其后改变主意，计划重建教堂。因为圣殿对教会历史有重大意义，当时人民对此计划有很大反响，最后大殿里的祭坛得以保留，并放在新圣殿。
旧圣伯多禄大殿采用像君士坦丁圣殿的典型罗马圣殿风格，不用古希腊罗马风格。
在圣伯多禄的坟墓上建圣殿让君士坦丁大帝感到烦恼，也影响到建筑的形状。台伯河西岸的梵蒂冈山被夷为平地。特别的是，由于圣殿位置在古城外面，祭坛拱点位于西面，以让圣殿正面面向罗马东面。外墙没有华丽的装饰。
圣殿可容纳三千至四千名信徒。共有五条通道：阔道位于中间，另外两旁有两条较窄的通道；总共21行大理石分隔。圣殿110米长，形状为拉丁十字架。在别名“天国的花园”的中庭，有5个6世纪加建的大门，供人进入圣殿。祭坛装有数条所罗门式柱，教会传说是君士坦丁大帝从所罗门圣殿搬运到教堂；亦又说是从东方教会来的。吉安·洛伦佐·贝尼尼建造圣伯多禄庙盖时有参考旧柱的扭纹风格。
在中庭的“小船”马赛克艺术由乔托·迪·邦多纳制作，刻画小船遇到狂风。拱廊入口的墙上马赛克由贾科莫·加塔尼·斯特凡内希设计，描绘圣伯多禄在水上行走，但在16世纪重建圣殿时遭破坏，只有少部分得以保留。
圣殿末端为拱门，窗上有耶稣基督像；墙上11个窗描绘圣经新旧约的故事。
现存以主显节为主题的马赛克碎片为少数教堂内的中世纪艺术，现在存放在希腊圣母堂，碎片证明圣殿马赛克品质很高。
1628年制成的“小船”马赛克仿制品
“崇拜圣者”马赛克，现存希腊圣母堂
“圣母怜悯”，现存佛罗伦斯圣玛尔谷大殿
马赛克，现存乔万尼·巴拉科古雕塑博物馆
所罗门式柱，现装饰形成视觉陷阱
圣伯多禄被钉十字架后在旧圣伯多禄大殿埋葬，那里建了一个小圣坛。随着他在教会的重要度越来越高，教会用各类的石像及吊灯装饰圣坛，并在旁边加筑祭坛。墓窟里埋葬很多圣人和教宗遗骨，这些遗骨在装修圣殿时被陆续发现。
大部分墓窟在16至17世纪重建圣殿时被拆掉，小部分仍在新圣殿及其他罗马教堂。殉道者墓窟多次移动，还有拉特朗圣若望大殿在14世纪的两次大火，有一半的墓窟在重建时未能得以保留。
