Le chiese romaniche a due absidi sono una rarità in Sardegna, la chiesa di san Pietro è una particolarità all’interno di questa originalità, forse perché il suo doppio abside non era previsto nella struttura originaria. Il santuario sorge nel centro storico di Villamar, ai margini del quartiere maiorchino, area ‘colonizzata’ a partire dal XIV secolo da commercianti di grano provenienti dalle isole Baleari. Non esistono fonti che attestino le fasi realizzative, ma si pensa che la chiesa sia stata edificata, a pianta mononavata, nel secondo XIII secolo. Successivamente si decise di ampliarla verso nord aggiungendo una seconda navata minore. Entrambe le navate terminano con un abside, ma il secondo presenta diametro inferiore e minore profondità. È possibile che i lavori siano stati eseguiti da maestranze diverse e che nella realizzazione della navata nord e del doppio campanile a vela i costruttori abbiano cercato di imitare lo stile dei loro predecessori. Alcuni motivi decorativi, come gli archetti ogivali in facciata, rimandano a influenze arabe, facendo supporre che nel cantiere abbiano operato maestri arrivati dalla Spagna.