Miguel Ángel se hace cargo de San Pedro

A sus 71 años, Miguel Ángel se convierte en arquitecto de la nueva basílica de San Pedro. Vuelve a una planta central y proyecta la gran cúpula.

La cúpula, terminada en 1590, se convirtió en modelo de iglesias con cúpula de Londres a Washington.

La construcción de la nueva basílica de San Pedro llevaba cuarenta años en marcha cuando Miguel Ángel asumió la responsabilidad. Donato Bramante había empezado en 1506 con una planta de cruz griega bajo una cúpula gigantesca, una idea que suele describirse como el Panteón elevado sobre una bóveda romana. Tras su muerte en 1514 le siguieron varios arquitectos, entre ellos Rafael y Antonio da Sangallo el Joven, que modificaron los planos y quisieron alargar la iglesia. El dinero se recaudaba, entre otras cosas, con la venta de indulgencias, uno de los detonantes del ataque de Lutero contra la Iglesia en 1517. Cuando Sangallo murió en 1546, el papa Pablo III nombró al anciano Miguel Ángel.

Miguel Ángel exigió plena libertad y renunció al sueldo. Derribó partes de lo que Sangallo había construido y volvió a una planta central, pero más clara y vigorosa que la de Bramante, con pilares macizos para la cúpula. El exterior recibió grandes pilastras corintias que unifican todo el edificio. Le dio tiempo a construir el tambor, la base cilíndrica de la cúpula, e hizo hacer un modelo de madera de la propia cúpula antes de morir en 1564. La cúpula la cerraron en 1588–1590 Giacomo della Porta y Domenico Fontana, que la hicieron algo más alta y apuntada de lo previsto. A comienzos del siglo XVII, la iglesia se alargó de todos modos hacia el este por obra de Carlo Maderno, que construyó también la fachada.

La intervención de Miguel Ángel fue polémica en vida. Los partidarios de Sangallo trabajaron en su contra, y él ya era un anciano que dirigía al mismo tiempo la remodelación del Capitolio. Pero la cúpula se convirtió en su legado. Fue el modelo de las grandes cúpulas de St Paul's en Londres, los Inválidos y el Panteón de París y el Capitolio de Washington. Sin embargo, la prolongación de Maderno hace que se vea peor desde la plaza delante de la iglesia, y los críticos han sostenido durante mucho tiempo que así se desvirtuó la idea de Miguel Ángel. En el Norte suele citarse como eco de la de San Pedro la cúpula de la Iglesia de Mármol de Copenhague, comenzada en el siglo XVIII y no terminada hasta la década de 1890.