El paso del tiempo y el abandono de este templo han provocado que, en la actualidad, tan solo se conserven la triple cabecera, los muros perimetrales con las dos portadas, la espadaña sobre el ábside norte y el arranque de los pilares. San Pedro del Olmo de Toro, según la memoria elaborada por ProCulto, responde al tipo de iglesias de estilo románico mudéjar que surgen en la ciudad dentro del segundo recinto amurallado. Dentro del mundo eclesiástico de la ciudad, gozó de cierta importancia litúrgica, como muestran las múltiples capellanías y cofradías asentadas en ella.
La iglesia se realizó ajustándose a modestos presupuestos y es en el siglo XIII cuando se configura su forma. A lo largo del siglo XVI se realizan algunas reformas en la sacristía y en el siglo XVIII se barroquizan sus modos moriscos. Fue también en este siglo cuando se costea el retablo mayor, obra de Narciso Tomé, que en la actualidad se encuentra en la iglesia de Gallegos del Pan.
Al igual que la mayoría de las iglesias de Toro, perdió su carácter parroquial en 1896, lo que ocasionó su rápido abandono y consiguiente ruina. Parte de sus ricos restos se conservan hoy en las iglesias de La Trinidad, San Salvador o la ermita del Canto. La iglesia de San Pedro del Olmo está catalogada como BIC desde 1929. La declaración lleva implícitas unas normas de protección especiales de acuerdo al valor patrimonial del inmueble.
