La Necropoli Vaticana, situata sotto il livello delle grotte vaticane, in corrispondenza della navata centrale della basilica, fu scoperta durante il pontificato di Pio XII (1939-1958), negli anni tra il 1939 e il 1949. Si individuò allora una duplice fila di edifici sepolcrali, databili tra il II e l'inizio del IV secolo, posti l'uno accanto all'altro su un pendìo in seguito colmato per la edificazione della basilica di Costantino.
I monumenti, destinati sia all'inumazione che alla incinerazione, appartenevano a famiglie di ricchi liberti e presentavano grandi stanze coperte a volta, alcune con terrazzo provvisto di scale. L'interno era decorato con pregevoli pitture, decorazioni a stucco e anche mosaici. Gli scavi furono portati avanti su un'area di 69 x 18 metri circa ed hanno restituito parte della necropoli un tempo a cielo aperto, con cappelle dalle eleganti facciate in laterizio ben disposte lungo una angusta via sepulcralis che risaliva il colle vaticano e tutte rivolte verso il circo di Nerone, dove l'Apostolo Pietro fu crocifisso. Il punto esatto della tomba di Pietro fu individuato presso il "Campo P" nella zona ovest della necropoli, dove, già intorno alla metà del II secolo, fu costruito il "muro rosso" e il "Trofeo di Gaio" citato dallo storico Eusebio di Cesarea.
Su questa primitiva edicola funeraria Costantino costruì un monumento in marmo, e, dopo di lui, si edificarono esattamente sullo stesso sito l'altare di Gregorio Magno (590-604), l'altare di Callisto II (1123) e nel 1594 l'altare di Clemente VIII, successivamente coperto dal baldacchino di Gian Lorenzo Bernini e sovrastato dalla splendida cupola di Michelangelo.
Una serie di interventi, per lo più realizzati in passato secondo una esigenza di "urgenza" e quindi escludendo a priori un piano generale che comprendesse tutta la necropoli, hanno reso comunque possibile la trasmissione ai posteri dell'importantissimo sito archeologico. Il moderno restauro conservativo oggi finalmente terminato ha interessato in modo sistematico tutta la necropoli, collocando, per la prima volta, ogni intervento nell’ambito di un progetto organico dei lavori.
La scoperta della tomba di Pietro.
Dal 1940 furono avviati gli scavi per la ricerca del sepolcro di San Pietro, promossi da Pio XII nel tentativo di individuare il luogo esatto della sepoltura dell'Apostolo e poter così esaudire il desiderio del suo predecessore, Pio XI, che aveva chiesto di essere sepolto il più vicino possibile alla tomba di Pietro. Le ricerche si svolsero segretamente per dieci anni, anche anche nel corso della II guerra mondiale.
All'interno di una tomba gli archeologi rinvennero un piccolo ossario con l'epigrafe in greco, "Petros eni ...", traducibile come "Pietro è qui", che offrì la prova che quello era il punto esatto. Papa Pio XII diede l'annuncio alla radio in occasione dell'Anno Santo 1950: "è stata trovata la tomba del Principe degli Apostoli". Ma l'ossario fu trovato vuoto.
Solamente più tardi, nel 1953, il ritrovamento fortuito di alcuni resti ossei di un uomo dalla apparente età di 60-70 anni, custoditi in una preziosa stoffa in porpora intessuta con fili d'oro e con sufficiente attendibilità provenienti dal loculo (ma traslati al tempo di Costantino nell'edicola, come rivelano i frammenti di "muro rosso"), diedero a Paolo VI la certezza che doveva trattarsi delle spoglie dell'Apostolo Pietro.
