En 1547, l'ingénieur Bellarmato lance le chantier de la nouvelle enceinte fortifiée de Chalon, voulue par François 1er. Le tracé du projet du Siennois agrandit le périmètre des deux enceintes déjà bâties, celle du 3e siècle et celle des ducs de Valois, intégrant le coteau et le faubourg Saint-Pierre, point haut de l'agglomération (20 m au-dessus de la Saône). C’est précisément à cet endroit que Bellarmato va ériger un des bastions de sa nouvelle enceinte, sur un terrain appartenant à l'abbaye Saint-Pierre. Les terrassements semblent débuter en mars 1547 pour ce qui est des fossés et du talus de terre nécessaire à l'élévation du bastion. Comme le révèle l’inscription sur la pierre de fondation retrouvée en 1846, Claude de Lorraine, gouverneur de Bourgogne, en est le maitre d'ouvrage. Le chantier s'étale de 1547 à 1550. Les pierres utilisées pour le parement en pierre du bastion proviennent d'un hôpital en cours de démolition au faubourg Saint-André. La plateforme est aménagée pour recevoir des canons à ses flancs et pratiquer le tir à la "barbette" aux faces. A sa pointe sont placés un blason (dont les inscriptions ont été martelées) et une échauguette (disparue). L'ingénieur ajoute une galerie d'escarpe ou de contremine aux flancs et aux faces du bastion. Ce principe est repris également au bastion Saint-Paul, qui flanque l'ouvrage Saint-Pierre et inversement. Cette galerie, constituée d'une succession de casemates à embrasures, permet de tirer dans les fossés, sert d’organe de circulation pour les soldats et alerte les assiégés de la présence de sapeurs (ouvrant des tranchées et brèches), grâce aux vibrations de bassines remplies d'eau disposées dans chacune des casemates de la contremine. Dans le cas où une mine explosive atteindrait le bastion, seule la galerie s’effondre tandis que le mur de l’ouvrage resterait intact. Ces galeries sont, comme les fronts bastionnés, imaginées à la fin du 15e siècle et perfectionnées au début du siècle suivant dans la péninsule italienne. La création de telles galeries à Chalon est forcément liée à la présence de Bellarmato. Le Siennois reproduit probablement à Chalon ce qu'il a mis en place à Dijon, au bastion de Guise (?). A Dijon, on retrouve encore Claude Lorraine, comme le souligne Nicolas Faucherre, qui avait déjà utilisé ce système à Châlons-en-Champagne lorsqu’il était gouverneur de Champagne. Au 17e siècle, le bastion Saint-Pierre est doté d'une contregarde protégeant ses faces et d'une demi-lune appelée Saint-François défendant le raccordement de son flanc à la courtine Saint-Vincent. A la fin du siècle, des plans indiquent que les fossés sont plantés d'arbres, soulignant que depuis l'annexion de la Franche-Comté en 1674, le rôle militaire du bastion pourtant désigné comme le verrou défensif de la cité a perdu de son importance. Au 19e siècle, il échappe au démantèlement des fortifications. Un réservoir d'eau est installé sur la plateforme vers 1910. Son classement au titre des Monuments historiques reconnait sa valeur historique. A la fin du 20e siècle, des restaurations sont entreprises et son étude par Nicolas Faucherre permet de le remettre à l'honneur.