Papa Julije II. povjerio je posao Donatu Bramanteu, tada najuglednijem arhitektu u gradu. Njegov veličanstveni projekt bio je strogo simetričan i temeljio se u potpunosti na krugu i kvadratu: ogromna kupola kruni presjek krakova grčkog križa s poluoblim svodovima, dok četiri manje kupole i visoki tornjevi popunjavaju kutove. Za Bramantea, kao i za papu, bio je izuzetno važan ovaj simbolički aspekt koji izražen kroz matematičko i arhitektonsko savršenstvo predstavlja odraz savršenstva Boga. Kamen temeljac položio je sam papa Julije II. 1506. g., a do Bramanteove smrti 1514. g. bili su dovršeni jedino glavni stupovi i golemi povezni lukovi. Sljedeća tri desetljeća izgradnju su neodlučno nastavili arhitekti koji su učili kod Bramantea i koji su u mnogo čemu izmijenili njegov projekt, umanjivši dijelom konstruktivnu smjelost Bramanteovog rješenja.
Nova i odlučna faza u povijesti bazilike započet će 1547. g. s Michelangelom koji je poput Bramantea bio u stanju zamisliti prave, sakralne proporcije ove velike građevine, te se vratio njegovom osnovnom konceptu centralnog tlocrta. To je ostvario tako da je pažljivo razradio i suptilno smanjio Bramanteov plan na kombinaciju centralnog plana i latinskog križa. Povećao je veličinu glavnih stupova i smanjio otvorene prostore između stupova i vanjskih zidova, te na taj način osigurao stabilnost građevine i omogućio odgovarajuću potporu za kupolu. Michelangeov tlocrt bio je općenito jasniji, ekonomičniji i otvoren u kutovima, stvarajući tako jedinstven križ i četvorinu unutar jedinstvenog interijera, a cijeli je plan postigao oblik dijamanta. Michelangelo je daleko jače od svojih prethodnika poticao izgradnju tako da je do njegove smrti 1564. g. značajan dio bazilike već stajao u sadašnjem obliku, kao i plašt konstrukcije koja nosi kupolu.
Najviše muke u izgradnji bazilike arhitektima je zbog svoje monumentalnosti zadala kupola. Michelangelo je bio napustio ideju izgradnje Bramanteove kupole, ali je i sam neprestano mijenjao svoje vlastite projekte i modele. Ona se gradila još dugo poslije njegove smrti i vjerojatno je lakša i šiljatija nego što je Michelangelo želio, a promijenjen je i odnos proporcija između kupole i pročelja. Godine 1590. Giacomo della Porta i Domenico Fontana dovršili su svod, a sljedeće godine i toranj kupole koji propušta svjetlo. Krajem stoljeća s unutarnje strane svoda kupole složeni su mozaici iz crteža Cavaliera d’Arpina; scene prikazuju krugove raja s Bogom Ocem na vrhu. Unutarnji promjer kupole iznosi 42,56 m, a od poda do vrha križa kupola doseže visinu od 136,57 m. Čitava konstrukcija kupole sa četiri masivna stupa i strmim kamenim rebrima ostavlja dojam gotičke vertikalnosti koja ima čudesnu moć da podigne čovjekov pogled i usmjeri ga u visine svoda kroz koji neprekidno protječe nebesko svjetlo njegovog božanskog ishodišta.
Autor: Nataša Žaja