Tras la muerte de su padre Sancho V Ramírez al inicio del cerco de Huesca, Pedro I fue proclamado rey en el mismo campo de batalla, sucediéndole en los reinos de Aragón y de Pamplona. En vista de los acontecimientos, en lugar de levantar el cerco Pedro I continuó el sitio de la ciudad. Huesca era una plaza fortificada con dos murallas; la exterior era de tierra, y la muralla interior de piedra. Antes de estrechar el cerco prefirió renovar su alianza de amistad con Rodrigo Díaz de Vivar, "el Cid", para lo cual acudió a visitarle a Burriana, situada en la costa Sur de Castellón. Allí ratificó el pacto realizado por su padre y regresó hacia Huesca.
El cerco de Huesca podía llevarse a cabo desde la base de Montearagón, lugar tomado en 1089, y el cerro de "Pueyo de Sancho", y ante estas circunstancias el rey Mustain de Zaragoza pidió ayuda a Castilla, en virtud de los compromisos que Alfonso VI había contraído con los musulmanes de Zaragoza y de Huesca. El rey castellano envío tropas al mando del conde García Ordóñez de Nájera, que se sumaron al ejército musulmán de Zaragoza. A mediados de noviembre de 1096 musulmanes y castellanos se dirigieron hacia Huesca. Pedro I se encontraba en un campo llamado Alcoraz, situado al Oeste de la ciudad y no mucha distancia del enemigo.
Se produjo el encuentro entre ambos ejércitos. La vanguardia aragonesa y pamplonesa era encabezada por el infante Alfonso, y su arremetida hizo vacilar al enemigo. En esta contienda el conde de Nájera, García Ordóñez, fue apresado, y la batalla prosiguió en confusión hasta el anochecer. Finalmente aragoneses y pamploneses obtuvieron la victoria en Alcoraz, el 18 de noviembre, y tras ella la ciudad de Huesca se rindió a los vencedores. Después de dos años y medio de sitio, el día 25 de noviembre de 1096 entraban las tropas vencedoras en la ciudad.
Una de las primeras disposiciones que realizó el rey Pedro I fue restaurar la antigua catedral, que venía siendo utilizada como mezquita. Su restauración y la creación de la silla episcopal de Huesca fue llevado a cabo bajo una solemne ceremonia; la mezquita fue purificada, restaurando en ella el culto cristiano, en presencia del rey y de distintos señores, de los arzobispos Berenguel de Tarragona y Amato de Burdeos y de los obispos Pedro de Pamplona, Folch de Barcelona, Sancho de Lescar y Pedro de Jaca. Después de casi cuatro siglos en manos de los musulmanes, fue consagrada con la advocación de Jesús Nazareno, y el obispo de Jaca ocupó la silla de Huesca, trasladando a ella la sede de Jaca.