Magnifico esempio di integrazione fra architettura, decorazione plastica e pittura, la Chiesa di San Pietro in Valle è un connubio ottimamente riuscito tra i numerosi linguaggi della provincia pittorica marchigiana e le grandi tradizioni culturali romana e bolognese, e uno degli esempi più eclatanti della fastosa arte barocca in terra marchigiana.
Così denominata perché sorta presso l'antico dislivello (ad vallum) fra la città romana e il litorale adriatico, la Chiesa di San Pietro in Valle, situata nel pieno centro storico della città, rappresenta uno dei migliori esempi del barocco marchigiano.
Costruita sulle rovine di un’antica chiesa fondata dalla Congregazione dei Padri Oratoriani nell’VIII secolo, la nuova struttura di maggiori dimensioni fu terminata nel 1610 grazie al contributo delle famiglie nobili di Fano, in particolare quella di Girolamo Gabrielli. La chiesa, edificio con pianta a croce latina, con sei cappelle laterali, coronato da un alto tamburo con cupola, fu consacrata nel 1617 senza che fossero ancora terminate le ornamentazioni. Con la nuda facciata rimasta priva del previsto rivestimento e i suoi mattoni a vista a cui fa da contrasto l'interno ricchissimo di ori, stucchi, marmi e pitture, la Chiesa di San Pietro in Valle è certamente uno degli esempi più eclatanti della fastosa arte barocca in terra marchigiana.
L'ornamentazione della chiesa fu realizzata tra il 1618 e il 1620 dall’artista romano Pietro Solari, impegnato a Fano anche presso la Cappella Nolfi in Cattedrale, e quello urbinate Antonio Viviani detto il Sordo.
Di quest'ultimo sono i grandi affreschi che ornano le volte della navata e del presbiterio come pure quelli ai lati del finestrone di facciata. Sue anche l'Annunciazione che sovrasta la parete dell'altare maggiore e le due tele laterali della cappella dedicata a S. Paolo.
La sfarzosa decorazione barocca della cupola, fu eseguita invece dal bolognese Lauro Buonaguardia nel biennio 1699-1700.Volgendo lo sguardo in alto, all’incrocio dei bracci della pianta a croce latina, spicca il contrasto tra il bianco e l’oro in un tripudio di angeli, beati e, all’interno dei tondi, i quattro evangelisti.
Di eccezionale valore e bellezza, la “galleria di rare pitture" che decorava l'altare maggiore e le sei cappelle laterali. Nella prima cappella a sinistra spicca, per grazia stilistica, l’Annunciazione di Guido Reni , mentre in quella a destra, la luminosa Vergine che appare a S. Filippo Neri di Luigi Garzi.
Tra gli altri nomi eccellenti che lavorarono al cantiere della chiesa, lasciando opere di straordinaria qualità stilistica, il Guercino, il pesarese Simone Cantarini e G. F. Guerrieri di Fossombrone.
Diverse opere furono trafugate in Francia durante l’età napoleonica, tra cui lo splendido dipinto di Guido Reni del 1626 Cristo consegna le chiavi a San Pietro, attualmente esposto al museo del Louvre, mentre a San Pietro in Valle rimane la copia ottocentesca di Carlo Magini; le altre, preziosissime opere, sono oggi conservate presso la Pinacoteca del Palazzo Malatestiano.