Nel 1205 Arduino, vescovo di Torino, cede la chiesa di San Pietro alla prevostura del Moncenisio. L’intero edificio, di impianto romanico, risale ai primi decenni dell’XI secolo, costruito probabilmente su una più antica chiesa. La torre campanaria, invece, viene costruita verso la fine del secolo. Alla metà del XIV secolo la chiesa di San Pietro perde la funzione di parrocchiale che viene spostata nella vicina chiesa di San Giovanni, nel Borgo Nuovo di Avigliana, Mantiene tuttavia la funzione di chiesa cimiteriale. L’edificio subisce, soprattutto tra Tre-Quattrocento, numerosi interventi architettonici a partire dalle più antiche absidi. La facciata conserva elementi romanici a cui sono stati aggiunti elementi gotici, come i pinnacoli e la fascia di archetti in cotto.
All'interno si conservano alcuni affreschi, databili tra l’XI e il XV secolo, e che un tempo decoravano quasi interamente le pareti della chiesa. Il ciclo più antico è costituito da una decorazione aniconica realizzata sull’arco absidale, datata all’XI secolo e consiste in simboli e scritte a monocromo rosso su sfondo bianco. Ad essa si affiancano frammenti di figure degli apostoli, risalenti al XII secolo, che emergono nella parte destra del semicilindro absidale. Una terza campagna risale alla fine del XII o ai primi anni del XIII secolo ed ha nuovamente interessato l’abside: di essa restano una greca (la cui struttura fa presumere l’esistenza di un soffitto piatto), parte di due figure aureolate, un santo barbuto e un'Annunciazione. Alla seconda metà del Duecento risale la Natività affrescata su un pilastro nella navata destra, mentre alla fine del secolo è attribuita la figura di santo scoperta nell’absidiola destra, sopra la finestrella che si apre sul presbiterio. La decorazione pittorica più vasta fu realizzata tra il 1348 e il 1362 dal cosiddetto Maestro di Tommaso d’Acaia e comprende il Cristo in Maestà, i Simboli degli Evangelisti e la teoria degli Apostoli nel vano absidale; l’Annunciazione, Caino e Abele e due cherubini sull’arco santo; San Giorgio e un angelo nella parete destra; la Madonna della Misericordia, una Madonna con Bambino e San Michele nella parete sinistra; la Vergine e la Maddalena nella piccola navata a destra. Un altro pittore, identificato come Maestro di san Domenico, ha realizzato la Madonna con due sante sulla parete destra del presbiterio e Santa Caterina in controfacciata. Alla fine del Trecento Giacomo Pitterio, realizza un affresco di cui oggi si vedono San Bernardo e un’altra santa, raffigurati nello sguancio della finestrella che separa il presbiterio della cappellina di destra, e la Vergine con Bambino sul pilastro antistante la medesima cappella. I pittori pinerolesi Sebastiano e Bartolomeo Serra sono impegnati nella decorazione pittorica della seconda cappella di sinistra: sulle pareti e sulle vele della volta si dipanano gli episodi della Storia di San Giuseppe, mentre ai lati del sacello sono raffigurate le Storie della Maddalena. A Bartolomeo Serra è inoltre stata attribuita la Pietà affrescata nella navata destra datata 1469.