La costruzione della chiesa si protrasse per diversi secoli. L’inizio dei lavori risale al 1258, quando il vescovo Pancrazio, appartenente all’ordine domenicano, volle un convento a Bitonto. Ancora nel 1374 la chiesa non era completata, e fu solo nel 1388 che venne realizzato l’altare basilicale dal maestro Francesco Oculato, grazie al finanziamento del nobile Vito Giannone.

Nel corso del tempo, l’edificio subì numerose trasformazioni. Nel 1809 la chiesa fu affidata alla confraternita del Santissimo Rosario, mentre il convento fu destinato a usi civili e divenne sede municipale. Nonostante le modifiche, la facciata conserva, nella parte inferiore, le tracce della costruzione originaria. Il portale romanico, con il suo carattere austero, è sormontato dagli stemmi di Carlo III di Durazzo e di Giovanna I. Accanto a questi, uno stemma più piccolo, raffigurante tre pesci, potrebbe appartenere alla famiglia del frate fondatore del convento. Le finestre della parte superiore risalgono al rifacimento seicentesco dell’interno, mentre in cima alla facciata si distingue lo stemma civico di Bitonto.

Durante l’età barocca, la chiesa fu arricchita con stucchi ornamentali e impreziosita dal pulpito, dal coro ligneo e dalla cantoria del 1720, decorata con motivi floreali. La navata attuale si sviluppa in tre grandi campate quadrangolari, coperte da cupole finemente decorate. Sul lato sinistro, entrando, si trova il prezioso monumento sepolcrale eretto nel 1485 in memoria di Petruccio Bove. L’effigie di San Pietro Martire, collocata nel timpano, è opera dello scultore Nuzzo Barba.

La chiesa è impreziosita da numerosi altari e dipinti, tra cui la settecentesca Madonna del Rosario di Paolo de Maio.

Nelle sacrestie laterali sono custodite le statue dei Misteri, protagoniste della solenne processione del Venerdì Santo, risalenti ai primi anni del Seicento.

Di particolare impatto scenografico è la cappella dedicata al miracolo di Soriano, caratterizzata da una ricca decorazione barocca, con stucchi raffinati che conferiscono all’ambiente un aspetto maestoso e suggestivo.