La Iglesia de San Pedro de Atacama es un importante referente de fe que encontrará en este encantador poblado. Ella fue creada como parroquia antes de 1641, en 1557 Cristóbal Díaz dio misa en el ayllu de San Pedro de Atacama, ante Juan, cacique principal de Atacama y los demás aborígenes. Se desconoce la fecha exacta de su construcción, pero ya en 1641 funcionaba como parroquia. En sus inicios, la iglesia se ubicaba junto al museo, actualmente se localiza frente a la plaza principal del pueblo, esta iglesia es considerada una de las más bellas del altiplano, presenta un diseño arquitectónico con paredes de adobe, techumbre de chañar, algarrobo (árboles nativos de la zona) y cactus, cubiertos de barro y paja; para la unión se utilizó cuero de llama en vez de clavos. En su interior hay un hermoso altar con figuras sacras policromadas. Para el exterior se construyeron gruesos muros de adobe y tres puertas con hermosos arcos que datan de 1744.
La Iglesia de San Pedro de Atacama fue declarada monumento nacional en el año 1951. Todos los años, los días 28 y 29 de junio se llevan a cabo los tradicionales festejos en honor a San Pedro y San Pablo, patrones del pueblo.
