La Chiesa di San Pietro di Valdottavo fu costruita in posizione dominante rispetto a Borgo a Mozzano. L'imponente edificio costituisce un interessante esempio dell'utilizzo, in territorio rurale, delle tecniche edilizie impiegate in città. Le analogie con la chiesa di Sant'Alessandro Maggiore a Lucca testimoniano, infatti, la presenza di artigiani operanti indistintamente in città come nel territorio rurale nel corso del XII secolo.
L'edificio presenta una pianta a croce latina a tre navate e abside semicircolare. L'interno è illuminato da due serie di monofore che si aprono lungo le navate e decorato con una straordinaria serie di capitelli scolpiti.
In età moderna la chiesa subì una serie di ristrutturazioni per essere adeguata alle nuove esigenze liturgiche e al nuovo gusto barocco: fu pertanto aggiunto un transetto sul lato nord, diviso in piccole navate da due pilastri, e vennero aperte grandi finestre in sostituzione delle monofore. Ad un'epoca successiva risale invece la costruzione della nuova abside a pianta rettangolare, che raggiunse in altezza il livello della navata maggiore.