Так через сорок с лишком лет после того, как его мысль о сооружении надгробия папе Юлию в соборе св. Петра послужила поводом для сноса старого храма и постройки нового, он получил в свое ведение всю постройку. За сорок лет над ней пробовали свои силы лучшие мастера, и так как она была начата в грандиозных размерах, то ни один из архитекторов не мог осуществить в ней до конца свои конструктивные и художественные идеи.
Первый проект, как известно, был сделан Браманте и с точки зрения гармонии, соподчиненности и равновесия пространственных комплексов был самым ясным по идее. Совершенно в духе Ренессанса он давал грандиозное здание в виде равноконечного греческого креста, покрытое куполом-полушарием по образцу пантеоновского, и четырьмя малыми куполами. Светлое и радостное, это здание было призвано в полной мере воплотить мысль Леона Баттиста Альберти, о concinnitas, гармонии в музыкальном смысле, осуществляемой средствами зодчества, и носило на себе печать леонардовой архитектурной мысли от тех еще времен, когда да Винчи и Браманте дружно работали у Лодовико Моро в Милане.
План этот остался на бумаге. Браманте успел построить очень немного, и в этом немногом была допущена очень большая ошибка: опорные столбы, на которых должен был покоиться купол, оказались чересчур слабыми, так что Микельанджело потом пришлось их укреплять.
После смерти Браманте (1514) папа Лев X поручил продолжение постройки Рафаэлю, которому дал в консультанты и помощники Джулиано да Сан Гало и фра Джокондо, но фра Джокондо скоро тоже умер, а Джулиано, по старости лет, просил папу уволить его на покой и уехал во Флоренцию. Тогда в помощники к Рафаэлю напросился племянник Джулиано, еще молодой Антонио да Сан Галло. Вдвоем они коренным образом изменили план Браманте, вытянув переднюю ветвь греческого креста и превратив его таким образом в латинский. Но в 1520 году умер Рафаэль, и папа назначил на его места Бальдассаре Перуцци, который вернулся к основной идее Браманте, то есть к греческому кресту, но исправил его конструктивные ошибки и дал совершенно иное распределение пространства внутри собора. Собор должен был стать наряднее, чем у Браманте, и прочнее. Антонио да Сан Галло оставался подручным мастером и при Бальдассаре. Но Перуцци не пришлось осуществлять свой план. В 1521 году умер папа Лев. При Адриане VI работа почти остановилась, ибо этот папа «из варваров» искусством не интересовался, а у Климента VII для Рима никогда нехватало денег. Только в 1535 году Павел III, покровитель Антонио да Сан Галло, приказал ему продолжать постройку, а художественное, руководство оставил за Перуцци. Однако Перуцци и теперь не был счастливее. Он умер два года спустя, оставив Антонио полным хозяином постройки.
