Микеланджело и Джакомо Делла Порта

Микеланджело переконструировал купол в 1547 году, учитывал и сохранил часть раннихнароботок. Его купол, как купол флорентийского собора, запроектирован двухслойным кирпичным, внешний слой имеет 16 каменных рёбер, что больше в два раза чем в Санта-Мария-дель-Фьоре, но намного меньше, чем в проекте Сангалло. Также как в проектах Браманте и Сангалло купол поднимается от колонн на барабане. Круговой перистиль Браманте и аркада Сангалло уменьшены до 16 пар соединённых арками коринфских колонн, каждая из которых, высотой 15 метров, выступает из сооружения. Визуально кажется, что колонны поддерживают каждое из рёбер купола, однако на самом деле конструкционно они весьма вероятно излишни. Причиной этому послужило то, что купол имеет яйцевидную форму, поднимаясь круто вверх, как и купол флорентийского собора, и, следовательно, вызывая меньший распор чем полуциркульный купол, такой как в Пантеоне, который хотя и не подкреплён, уравновешен обратным пригрузом от тяжёлой каменной кладки, что поднимается ещё выше окружающей стены.

Высота купола 138 м. Овоидальная форма купола вызывала много пересудов. Микеланджело умер в 1564, успев закончить барабан купола и столбы Браманта, которые были выполнены намного более крупными, чем планировалось. Работу продолжил ассистент Микеланджело, Джакомо да Виньола под строгим присмотром Джорджо Вазари, который по приказу Папы следил за тем, чтобы замыслы Микеланджело были воплощены без отступлений. Но уже в 1585 году новый папа Сикст V назначает ответственными за постройку Джакомо Делла Порта и Доменико Фонтана. За время правления папы строительство собора продвинулось очень значительно.

Микеланджело помимо зарисовок своего замысла оставил, как и Сангалло перед ним, большую деревянную модель своего проекта. Джакомо Делла Порта привнёс в неё несколько незначительных изменений, но при этом было сделано и одно значительное отступление. Неизвестно, была ли это идея самого Делла Порты или же предсмертное указание Микеланджело, но внешний купол был приподнят над внутренним по сравнению с моделью. Рисунки Микеланджело показывают, что на ранних этапах он склонялся скорее к овоидальной форме, чем к полуциркульной. На разных гравюрах того времени встречаются разные варианты формы купола. Формы деревянной модели более овоидальные, чем на гравюрах, но ниже, чем окончательный вариант. Предположительно, уже на смертном одре Микеланджело решил вернуться к более остроконечной форме. Однако некоторые исследователи отдают всю ответственность за это Джакомо Делла Порта.

Джакомо Делла Порта и Доменико Фонтана завершили постройку купола в 1590 году, в последний год правления Сикста V. Его преемник, Григорий XIV, был свидетелем завершения возведения фонаря купола, внутри которого была сделана надпись в честь Сикста V. При следующем папе, Клименте VIII, был установлен на место крест. Эта процедура заняла целый день и сопровождалась звоном колоколов всех церквей города. На концах крестовой поперечины установлены две свинцовые шкатулки, в одну из которых помещена частица Животворящего Креста и мощи Андрея Первозванного, а во вторую медальон Агнца Божия.

В середине 18 века в куполе появились трещины, и были смонтированы четыре металлические цепи между оболочками купола, обжимающие конструкцию. Всего в разные времена было установлено десять цепей, и наиболее ранняя, возможно, установлена по плану самого Микеланджело как мера предосторожности, наподобие того, как было сделано Брунеллески во флорентийском соборе.

Вокруг внутренней окружности купола расположена надпись двухметровой высоты: TV ES PETRVS ET SVPER HANC PETRAM AEDIFICABO ECCLESIAM MEAM. TIBI DABO CLAVES REGNI CAELORVM.

Внизу фонаря нанесено посвящение: S. PETRI GLORIAE SIXTVS PP. V. A. M. D. XC. PONTIF. V.