En noviembre de 1503, es nombrado arquitecto pontificio, llevando a cabo dos intervenciones: el llamado "Palacio de los Papas" y la nueva Basílica de San Pedro en el Vaticano, proyecto este último que solo llegó a comenzar y que sería más tarde continuado y modificado por Rafael, Antonio de Sangallo y Miguel Ángel, para ser concluido en el siglo XVII por Carlo Maderno.