Die Petrikirche ist ein Bau im Stil der Weserrenaissance, eine dreischiffige und vierjochige Hallenkirche mit einem polygonalen Chor. Sie gehört im Verbund mit der Stadtkirche Bückeburg zu den ersten Hallenbauten nach der Reformation in Mitteldeutschland. Das Kreuzgewölbe ruht mit seinen Rippen auf achteckigen Pfeilern und Konsolen. An der Nord- und Südseite sichern Strebepfeiler den Bau. Die rundbogigen Fenster sind dreiteilig, in den Ecken und an der Westseite zweiteilig. Eine Besonderheit ist das Rundfenster über dem Westportal, das spätgotisches Maßwerkauf aufweist. Die Maurer und Steinhauer schlossen die rundbogigen Türgewölbe am 9. Juli 1615 und die Fenstergewölbe am 1. September. Die Pfeilerarbeiten begannen am 21. Juli 1616 und der Gewölbebeschluss vollzog sich am 23. September und 12. Oktober 1616 sowie am 24. Mai und 18. Juni 1617.