Die Geschichte des St.-Petri-Doms ist eng mit der Person des hl. Bonifatius verbunden, der 723 bei Geismar (westlich von Fritzlar) eine heidnische Kultstätte, die Donareiche, fällte. Aus dem Holz dieses Baumes ließ Bonifatius eine dem hl. Petrus geweihte Kirche errichten und gründete ein Benediktinerkloster. Dessen erster Abt, Wigbert, ließ als Nachfolgebau der hölzernen eine steinerne Kirche bauen, die von Bonifatius im Jahr 732 geweiht wurde. In dem später entstandenen Dom (11. bis 14. Jh.) erinnert ein 1340 aufgestelltes Reliquiengrab in der Hauptkrypta an den 747 verstorbenen Abt. Es gehört wie zum Beispiel eine lebensgroße Sandstein-Skulptur des sitzenden hl. Petrus im Messgewand (wahrscheinlich spätes 12. Jh.) zu den bedeutenden künstlerischen Werken im Kirchenraum.

Im Dommuseum lässt sich die Entwicklung der Sakralkunst vom Mittelalter bis zum 20. Jahrhundert nachvollziehen. Zu sehen sind hier Textilien mit Stickereien, alte Glasmalereien, kunsthandwerkliche Erzeugnisse der Goldschmiede, Tafelmalereien (u. a. gotische und barocke Altarbilder), Holzplastiken des 14. bis 18. Jahrhunderts und eine Münzsammlung (11.–19. Jh.). Das wertvollste Objekt des Domschatzes ist das sogenannte Heinrichskreuz, ein reich mit (Halb-)Edelsteinen und antiken Gemmen verziertes Vortragekreuz aus dem 11. oder wahrscheinlich dem frühen 12. Jahrhundert, in dessen Mittelpunkt sich ein Partikel vom Kreuz Christi befindet. Weiterhin sind ein sogenanntes Scheibenreliquiar (8. und 12. Jh.), ein emaillierter Buchdeckel (um 1180) und eine Hostienmonstranz aus vergoldetem Silber und Bergkristall (2. Viertel 14. Jh.) zu nennen.

In den gotischen Kellerräumen wurde ein Lapidarium mit Sarkophagen, Grabplatten und Bauplastik eingerichtet. In der Dombibliothek finden sich unter anderem Urkunden, Handschriften, Inkunabeln und frühe Buchdrucke.