По папскому приказу на Капитолий была перенесена с Латеранского холма конная статуя императора Марка Аврелия, а для восхождения на Капитолий возведена великолепная лестница, названная римлянами Кордоната, так как по ней на холм могли взобраться даже люди, страдающие одышкой. Для сравнения обратим внимание на расположенную рядом крутую лестницу, ведущую к церкви Санта Мария д’Арачели. Она насчитывает 124 ступени и была построена в 1348 году; первым по ней поднялся народный трибун Кола ди Риенцо.
Работа на Капитолии началась в 1544 году и с перерывами заняла целое десятилетие. Микеланджело загорелся идеей, поддержанной папой, провести полную реконструкцию Капитолийского холма, своего рода римского Акрополя, где недавно он был торжественно провозглашён почётным гражданином Рима. К работе по реконструкции холма он привлёк друга Кавальери, который проявил себя с наилучшей стороны, и ему было поручено руководство главными работами. Молодой человек каждое утро заезжал в пролётке за мастером, чтобы вместе ехать на Капитолий.
Благодаря гениальному прозрению Микеланджело открывает новые перспективы в зодчестве, создавая ансамбль зданий и вскрывая новые отношения между отдельным зданием и площадью, что было тогда абсолютным нововведением в практику градостроения. По его замыслу площади придана трапециевидная форма, торцовая часть которой ограничена старым дворцом Сенаторов. Торжественная лестница, ведущая во дворец, и чаша фонтана перед ним выполнены по рисункам Микеланджело. По бокам он разместил дворец Консерваторов и возводимый Капитолийский дворец. Эти два боковых здания подчёркивают пространственную перспективу, а их поворот составляет 80 градусов относительно оси центрального дворца Сенаторов. Они сходятся под углом к недавно возведённой великолепной парадной лестнице. Но люди не замечают никакого отклонения по оси и воспринимают площадь как правильный прямоугольник, благодаря чему её размеры возрастают и она представляется более широкой и свободной. Но главное отличие площади в том, что с неё открывается панорама на простирающийся внизу город, а сама она наполняется движением воздуха и становится частью городского пейзажа. Слияние архитектуры с пейзажем, которое было незнакомо зодчим Возрождения, является выдающимся завоеванием Микеланджело-архитектора.
Неизгладимое впечатление получает зритель, поднимающийся по расширяющимся ступеням лестницы Кордоната. Перед его взором вырастает конная статуя Марка Аврелия, парящая над площадью как символ былого величия Рима. Особую праздничность площади Капитолия придаёт её покрытие плитами эллиптического орнамента, повторяющего звёздчатую форму площадки, на которой установлена конная скульптура Марка Аврелия. Статуя была позолоченной, и в народе бытовало поверье, что, когда к ней вернётся вся позолота, наступит конец света. Видимо, чтобы не волновать людей, а главное, уберечь античный шедевр от воздействия атмосферных осадков, статуя была установлена под крышей музея, а её место на площади в конце прошлого века заняла точная копия на пьедестале по рисунку Микеланджело, ставшая подлинным центром пространства.
Отныне Капитолийский холм как одна из самых главных достопримечательностей Рима несёт на себе отпечаток гения Микеланджело.
В сентябре 1546 года умер Антонио Сангалло Младший, который возглавил строительство собора Святого Петра после Рафаэля и Перуцци. За четверть века работы мало продвинулись, хотя поступления из папской казны не прекращались. Вскоре Павел III пригласил Микеланджело взглянуть и оценить оставленный покойным архитектором макет собора, который обошёлся казне в три тысячи золотых дукатов.
Микеланджело уважил просьбу папы и за две недели сделал новый макет, выставив счёт на 25 дукатов. Папа был потрясён, увидев великолепный макет, исполненный с такой быстротой и за столь незначительную цену. Но на его предложение возглавить строительство собора мастер ответил отказом, заявив, что архитектура — не его дело. Как в своё время Юлию II, Павлу III всё же удалось посулами и уговорами добиться согласия упрямого мастера.
Первого января 1547 года своим бреве Павел III назначил Микеланджело префектом и главным архитектором строящегося собора с правом возводить и сносить что угодно, увеличивать, уменьшать и видоизменять проект как ему заблагорассудится, и подчинил его воле всех помощников. Восприняв это назначение как знак свыше, Микеланджело отказался от гонорара, что породило немало пересудов среди собратьев по искусству. Особенно изгалялся небезызвестный Бандинелли, считавший, что отказ Микеланджело от жалованья — это всего лишь «хитрый тактический ход, продиктованный его непомерной жадностью».85