Au même emplacement, un ancien édifice (datant du 13e siècle selon le dictionnaire des communes), mentionné en 1401 comme lieu de sépulture, et desservi par une familiarité de douze prêtres en 1593, est remanié au début du 16e siècle, comme le montrent les bases prismatiques conservées du chevet. Cette église paroissiale est fortement dégradée au cours des conflits qui jalonnent l’histoire de la commune aux 16e et 17e siècles, comme le montre le relevé dressé en 1746 par Nicolas Plaisonnet, dit Lépine ou Lespine. La même année, il dessine des projets (plans et élévations) pour Saint-Pierre, dont il a été décidé que sa nef seule serait reconstruite. Cela se fera aux frais de la Ville, car le prieur décimateur, Matherot de Desnes, qui avait la charge du chœur, ne voulait pas être mis financièrement à contribution. Alors que l’entrepreneur Paulin a commencé les travaux en 1747, le projet est modifié. En effet, l’architecte bisontin Nicolas Nicole révise le projet de Lépine, semble-t-il de manière à réduire son coût. Son premier projet du 27 juillet 1747 donne lieu à une adjudication au rabais de la reconstruction de l’église le 25 février 1749 à Nicolas Mathiot, qualifié d’architecte, pour 38 000 livres. Mais l’état du chœur n’étant vraiment pas jugé satisfaisant, les édiles de Jussey parviennent à obtenir du décimateur la reconstruction du clocher et d’une grande partie du chœur, à la réserve de l’abside. Une nouvelle adjudication au même Mathiot, assisté de Rémy Stourme, a lieu le 22 mai 1750 pour 54 500 livres. Après la mort de Mathiot, une nouvelle adjudication a lieu en août 1751 au bénéfice de Philippe Layer, de Jussey, qui s'engage à respecter les délais prévus initialement. Le chantier, complexe et plus long que prévu, occasionne un procès de la Ville contre les entrepreneurs successifs. L’église est terminée au prix d’une cinquième adjudication, remportée par Hugues Faivre en 1757. En décembre 1757, le ferblantier François Vivot pose le coq sur le clocher. Le mobilier est conçu après que le chantier a pris fin. Le 7 mai 1758, un maître-autel, des boiseries de chœur et dix stalles sont commandés à Jean Gerdolles pour la somme de 3 600 livres (avec augmentation de 600 livres en 1761 pour les enrichir). En 1759 intervient le facteur d'orgue Bégnine Boillot qui répare l'orgue de 1717 du Dijonnais Claude Valentin. Le menuisier Sébastien Aubert intervient pour les galeries des tribunes, les bancs, le buffet d'orgue. Un projet d’emmarchement pour l’entrée de l’église, incluant l’aqueduc d’écoulement des eaux de la fontaine (au sud de l’entrée), est dessiné par Thiery le 15 juin 1760. Cet emmarchement est réalisé par Roland Petitjean. Ce dernier dessinera également une croix de mission pour le cimetière de l’église paroissiale en 1763. La première messe aurait été célébrée, selon les abbés Coudriet et Châtelet, le 1er octobre 1758, mais l'église est inaugurée officiellement par le cardinal-archevêque de Besançon Antoine-Clériade de Choiseul-Beaupré le 17 août 1763. L’architecte bisontin Painchaux procède à des travaux, portant principalement sur la façade, vers 1835. Son devis descriptif de réparation du portail et de reconstruction de la voûte du vaisseau central de la nef du 10 octobre 1833 est approuvé par le préfet le 4 août 1834 et à la suite de plusieurs difficultés, la réception des travaux a lieu le 5 février 1837 (3 O 302-1).