После смерти Браманте руководство проектными и строительными работами собора Св. Петра перешло в руки других архитекторов. Зодчие, принужденные считаться с реально возведенными частями сооружения и под воздействием духовенства, стремились найти компромиссное решение плана: сохраняя основной квадрат здания, они пытались развить, удлинить входную, западную часть сооружения, что соответствовало бы архитектурным традициям. Добиться органичности решения было нелегко, каждый из вариантов имел уязвимые стороны.
В 1546 году строительство перешло в руки Микеланджело - выдающегося скульптора, художника и архитектора, с творчеством которого связано окончание периода расцвета Ренессанса и переход к периоду, называемому поздним Ренессансом. Он создал совершенно новый вариант проекта, изготовил макет сооружения и перешел к строительству. К моменту кончины Микеланджело (1564) сооружение собора в основном было уже завершено, после смерти мастера доработки осуществлялись в соответствии с его макетом.
Построенное здание представляло собой центрально-купольное, сооружение, в своей плановой основе близкое к исходному проекту Браманте. Микеланджело оценил по достоинству идею Браманте, он уменьшил общую площадь застройки, значительно упростил структуру плана, отказался от угловых башен и от второстепенных купольных пространств, усилил стены и подкупольные пилоны. Принцип членения внутренних стен пилястрами он переносит наружу, чем достигает полного сходства внутреннего и внешнего пространства. Зодчий установил единую высоту всех частей храма, фасад оформил огромными коринфскими пилястрами, выше антаблемента создал аттик. Микеланджело предложил двухслойный купол с конструктивным решением обеспечения его жесткости, которое заключалось в том, что в обод над барабаном были заложены массивные цепи. Мелкие объемы и членения, обильные декоративные мотивы отпали. Собор выиграл в единстве впечатления, сделался еще более монументальным и величавым.
Кардинальное изменение плана не обошлось без трудностей и возражений, однако центральное купольное пространство получило большую композиционную значимость.
В последующее время сооружение не осталось в том виде, какой был придан ему Микеланджело. В начале XVII века архитектор К. Мадерна по настоянию духовенства значительно выдвинул вперед входную часть здания и переделал главный фасад. В результате центральная часть здания с куполом как бы отошла назад, и последний, несмотря на свои огромные размеры, полностью обозревается лишь на большом удалении от сооружения. В дальнейшем в итальянской архитектуре выработался компромиссный вариант в решении пространственной организации церковного здания: в церквах, при сохранении базиликального строя сооружения, будет уделяться большое внимание его центральной части, увенчиваемой обычно большим куполом. Строительство собора св. Петра продолжил Д. Б. Виньола, помощник Микеланджело.
Подробности на сайте «Микеланджело Буонарроти» страница «Собор Св. Петра (1546-1564)»