Cuando el Pápa Pablo III nombro a Miguel Ángel arquitecto de la iglesia más importante de la Cristiandad, esta ya contaba con 72 años.
La primera iglesia consagrada a San Pedro se construyo en el año 326 por el Pápa Silvestre.
La iglesia pontificia quedo en un estado ruinoso tras el exilio de los Papas a Aviñon y el gran cisma del siglo XIV.
A mediados del siglo XV, durante el papado de Nicolás V, se proyecto una ampliación de la antigua basílica. No obstante, la construcción no se finalizaría hasta 50 años después, de la mano del pontifice Julio II, gran protector de las artes, a cuyo servicio había trabajado Miguel Ángel.
Cuando Miguel Ángel comenzó a trabajar en la basílica en 1546, esta llevaba ya 40 años en obras y el era el séptico arquitecto. El proyecto original de Donato Bramante había previsto una construcción simétrica centrada alrededor de la cúpula. Con el tiempo, aquella primera propuesta se fue corrigiendo y modificando. Pero Miguel Ángel retomo el diseño de Bramante, del que alabó su sencillez y claridad. Como el Papa le había otorgado poder de decisión total sobre la obra, el maestro tenia autorización para modificar a su juicio el proyecto, e incluso derribar partes del edificio. Miguel Ángel utiliza sin pensarlo esta segunda opción contra su predecesor, Antonio de Sangallo, cuya edification critico indignado por considerarla demasiado oscura, demasiado poco funcional, demasiado cara y demasiado grande.
El maestro se concentra especialmente en la cúpula, cuya bóveda debía cubrir el sepulcro de San Pedro. En los esbozos analizó con detalle la cúpula de la basílica de su ciudad, Florencia, construida por el famoso arquitecto florentino Brunelleschi.
Cuando Miguel Ángel murió, la cúpula estaba construida solo hasta el tambor y hubo que esperar hasta 1588-1599 para verla finalizada bajo la dirección conjunta de Giacorno della Porta y Domenico Fontana, que acabaron la bóveda en punta, tal como había previsto el maestro.