W XIII wieku przy kościele działało kolegium kanoników, podporządkowane arcybiskupowi Pizy.
Architektura left|thumb|Bazylika i kampanila w latach 20. XX w. Kościół San Piero a Grado został zbudowany z livorneńskiego tufu oraz z czarnego i białego marmuru z San Giuliano. Jest trzynawową bazyliką. Stanowi osobliwość architektoniczną, ponieważ z obu stron jest zamknięty apsydami. Od strony wschodniej kościół zamykają trzy półkoliste apsydy, udekorowane ślepymi arkadami, których podwójne łuki spoczywają na lizenach. Poniżej łuków znajdują się detale dekoracyjne w formie okrągłych wgłębień i rombów. Apsyda centralna została przepruta trzema otworami okiennymi, natomiast apsydy boczne – jednym. Wystrój absyd został powtórzony na ścianach naw bocznych. Wejście główne do kościoła prowadzi przez dwa proste, marmurowe portale, znajdujące się po lewej stronie. Kościół nie ma fasady zachodniej, ponieważ została ona zniszczona w XII wieku przez wylew Arno. Zamiast niej zbudowano jedną, dużą absydę. Nieopodal niej znajduje się podstawa masywnej kampanili, pochodzącej z końca XII wieku i zniszczonej 22 lipca 1944 roku przez wycofujące się wojska hitlerowskie.