Fra 1571 var Palestrina atter kapellmester ved i Peterskirken, en tjeneste som han innehadde til sin død i 1594. Han fikk da også tittelen pavelig komponist, et klart bevis på den anseelse han hadde opparbeidet i det musikkliv som hadde Roma som nav. Medlem av pavens ensemble i det sixtinske kapell ble han imidlertid aldri igjen.