On le trouve dans la Cappella Paolina du Palais du Vatican avec une autre des fresques de Michel-Ange, "La Conversion de St Saul". Les touristes ne peuvent pas entrer dans la Cappella car c'est un espace sacré; cette fresque reste une œuvre quelque peu obscure. Le martyre (crucifixion) de saint Pierre a suscité des critiques selon lesquelles les chiffres sont disproportionnés. On a fait valoir que Michel-Ange l'avait fait à dessein. Il a peint les personnages de telle manière que le spectateur au sol verrait les personnages dans des proportions appropriées lorsqu'ils levaient les yeux.
C'est une technique que Michel-Ange utilisait auparavant, notamment sur la statue de Moïse qui orne la tombe du pape Jules II. Pierre fait l'objet de nombreuses œuvres au Vatican en raison de sa position au sein de l'Église. Il fut le premier pape et le « roc » sur lequel l'église est bâtie. La fresque montre les instants précédant la crucification de saint Pierre, la tête en bas. Il représente le soulèvement de la croix à laquelle Pierre est déjà douloureusement cloué à travers ses mains et ses pieds. Pierre lui-même n'est pas représenté par Michel-Ange dans la pose typique des martyrs de la Renaissance.
Il n'y a pas de regard serein vers le ciel. Au lieu de cela, Peter regarde directement le spectateur, dans une dernière démonstration de force, son corps est tordu dans cette position. Son expression est celle de la confiance dans son triomphe sur sa souffrance. Des groupes de personnes entourent la position centrale de Peter dans l'œuvre, ce qui donne au tableau une atmosphère chaotique. C'est une scène animée, pleine d'agitation et de mouvement. Il y a un homme qui termine à la hâte le trou du poteau afin que la croix puisse être redressée et que l'exécution de Peter puisse commencer. Il y a des femmes effrayées au premier plan.
Leurs visages montrent leur horreur et leur détresse face à ce que Peter est sur le point de vivre. Sur la gauche, il y a des personnages qui montent les escaliers vers les hommes à cheval. Michel-Ange s'est inclus dans la scène; c'est le cavalier au turban bleu en haut à gauche de la fresque. Il a été découvert lors de la restauration du tableau. Derrière Peter au centre, il y a un groupe d'hommes qui conversent. L'un d'eux est étouffé peut-être au cas où l'apôtre âgé surprendrait ce qui est dit. Les montagnes de fond dans la peinture n'ont aucun détail défini. Les montagnes sont peintes en utilisant une brume comme le bleu pour donner une impression à la fois de distance et de profondeur de champ. Le Caravage s'est inspiré d'éléments de l'œuvre de Michel-Ange pour son propre Martyre de Saint-Pierre. Le mouvement ici peut également nous rappeler les romantiques français tels qu'Eugène Delacroix et Théodore Géricault.
