Segons Giorgio Vasari, mentre treballava com a operari, portant materials per als obrers que construïen les "loggie" vaticanes es va guanyar l'amistat dels artistes, i va atraure l'admiració de Maturino da Firenze, un dels principals ajudants de Rafael en la decoració del Vaticà. Llavors, al voltant de 1517, va ingressar al nombrós taller de Rafael i va treballar a les Estances de Rafael del Vaticà. En companyia de Maturino va dedicar-se a la pintura de façanes de palaus, amb un èxit considerable fins al saqueig de Roma, per l'exèrcit de Carles V sota el comandament de Carles III de Borbó, l'any 1527, en què Maturino va ser assassinat. Polidoro va fugir a Nàpols, i des d'ací a Messina, on va gaudir d'un gran èxit. Segons la tradició, estava a punt de tornar al centre d'Itàlia quan va ser robat i assassinat per un ajudant, Tonno Calabrese, l'any 1543.