Elementi caratterizzanti il progetto di Michelangelo rispetto a quello del Sangallo:
* viene impostata la costruzione centrale a forma di croce formata da quattro bracci.
* le pareti interne delle absidi del transetto sono trasformate in pareti esterne del deambulatorio.
* I tre piani e mezzo previsti dal Sangallo diventano un ordine unico, aumentando la luminosità e la trasparenza della basilica .
* In una lettera scritta verso la fine del 1546, Michelangelo, nel tessere le lodi del Bramante, scrisse: "Lui (Bramante) pose la prima pianta di S. Pietro, non piena di confusione ma chiara e schietta, luminosa e isolata a torno, in modo, che non nuoceva a chosa nessuna del Palazzo (vaticano); e fu tenuta cosa bella, come è ancora manifesto; in modo che chiunque s’è discostato da decto ordine di Bramante, come à facto il Sangallo, s’è discostato dalla verità".
* Michelangelo cambiò il numero e la disposizione delle colonne del tamburo, previste dal progetto bramantesco, accostandole a coppie e intervallandole con finestre sovrastate da un timpano.
* La volta della cupola, ispirata al duomo di Firenze, è consolidata da costoloni che scaricano il loro peso sulle colonne binate del tamburo.
* La lanterna scarica il peso dei candelabri svettanti, tramite volute sul piano d’imposta delle colonne binate.

Michelangelo e la fabbrica di S. Pietro (cronologia)
* Per realizzare i deambulatori che, secondo il progetto del Sangallo, dovevano correre attorno alle absidi della cupola, abbatte il deambulatorio dell’abside meridionale iniziato sotto Raffaello e continuato da Sangallo.
* Il 5 maggio 1547 Nanni di Baccio Bigio, collaboratore di Sangallo e capo della corrente avversa a Michelangelo e al suo progetto di ridimensionamento della Basilica, è interdetto dal cantiere dei lavori.
* I rapporti in cantiere tra Michelangelo e i suoi detrattori si fanno sempre più tesi.
* Nel 1549 muore Paolo III e la Commissione tolse a Michelangelo le chiavi del cantiere.
* Giulio III (1550- 1555), ordina la restituzione delle chiavi a Michelangelo e l’immediata ripresa dei lavori, secondo il progetto michelangiolesco.
* Dall’aprile all’agosto del 1557, si dovette nuovamente demolire parzialmente l’arco della volta dell’abside meridionale per un errore tecnico del direttore dei lavori Sebastiano Malenotti, uomo di fiducia di Michelangelo.
* Nanni approfitta dell’uccisione di Cesare Bettini, uomo di fiducia di Michelangelo, assassinio avvenuto in Piazza S. Pietro per opera del cuoco del vescovo di Forlì che lo colse in flagrante con la propria moglie, per gettare discredito sul rivale.
* Michelangelo, stanco per i continui attacchi di Nanni, presenta le sue dimissioni a Pio IV (1559-1565).
* Ancora una volta, Nanni non fu licenziato, ma semplicemente allontanato dal cantiere dei lavori, permettendogli, in tal modo, di poter continuare a brigare nell’ombra e, convinto che la morte di Michelangelo fosse ormai prossima, a favorire i propri candidati alla successione.
Michelangelo scarta il modello del Sangallo, (Vasari, Le Vite)
Avvenne che l'anno 1546 mori Antonio da San Gallo, onde mancato chi guidassi la fabbrica di San Piero, furono varii pareri tra i deputati di quella coi Papa a chi dovessimo darla. Finalmente credo che Sua Santità spirato da Dio si risolvé di mandare per Michelagnolo; e ricercatolo di metterlo in luogo suo, lo ricusò dicendo, per fuggire questo peso, che l'architettura non era arte sua propria. Finalmente non giovando i preghi, il Papa gli comandò che l'accettassi; dove con sommo suo dispiacere e contra sua voglia bisognò che egli entrassi a quella impresa. Et un giorno fra gli altri andando egli in San Piero a vedere il modello di legname che aveva fatto il San Gallo e la fabbrica per esaminarla, vi trovò tutta la setta sangallesca, che fattosi innanzi, il meglio che seppono dissono a Michelagnolo che si rallegravano che il carico di quella fabbrica avessi a essere suo, e che quel modello era un prato che non vi mancherebbe mai da pascere. «Vuoi dite il vero», rispose loro Michelagnolo, volendo inferire, come e' dichiarò così a un amico, per le pecore e buoi che non intendono l'arte; et usò dir poi publicamente che il San Gallo l'aveva condotta cieca di lumi, e che aveva di fuori troppi ordini di colonne l'un sopra l'altro, e che con tanti risalti, aguglie e tritumi di membri teneva molto più dell'opera todesca, che del buon modo antico o della vaga e bella maniera moderna; et oltre a questo, che e' si poteva risparmiare cinquanta anni di tempo a finirla e più di trecento mila scudi di spesa, e condurla con più maestà e grandezza e facilità, e maggior disegno di ordine, bellezza e comodità. E lo mostrò poi in un modello che e' fece per ridurlo a quella forma che si vede oggi condotta l'opera, e fé conoscere quel che e' diceva essere verissimo. Questo modello gli costò venticinque scudi e fu fatto in quindici dì; quello dei San Gallo passò, come s'è detto, quattro mila e durò molti anni. E da questo et altro modo di fare si conobbe che quella fabbrica era una bottega et un trafico da guadagnare, il quale si andava prolongando con intenzione di non finirlo ma' da chi se l'avesse presa per incetta. Questi modi non piacevano a questo uomo da bene, e per levarsegli d'attorno, mentre che'l Papa lo forzava a pigliare l'ufizio dello archìtettore di quella opera, disse loro un giorno apertamente che eglino si aiutassino con gli amici e facessino ogni opera che e' non entrassi in quel governo, perché se gli avesse avuto tal cura, non voleva in quella fabbrica nessuno di loro; le quali parole dette in publico l'ebbero per male, come si può credere, e furono cagione che gli posono tanto odio, il quale crescendo ogni dì nel vedere mutare tutto quell'ordine drento e fuori, che non lo lassorono mai vivere, ricercando ogni dì varie e nuove invenzioni per travagliarlo, come si dirà a suo luogo. Finalmente papa Paulo gli fece un motu proprio, come lo creava capo di quella fabbrica con ogni autorità e che e' potessi fare e disfare quel che v’era, crescere e scemare e variare a suo piacimento ogni cosa, e volse che il governo de' ministri tutti dependessino dalla volontà sua. Dove Michelagnolo, visto tanta sicurtà e fede del Papa verso di lui, volse per mostrare la sua bontà che fussi dichiarato nel motu proprio come egli serviva la fabrica per l'amore de Dio e senza alcun premio, se bene il Papa gli aveva prima dato il passo di Parma del fiume, che gli rendeva da secento scudi, che lo perde nella morte del duca Pier Luigi Farnese e per scambio gli fu dato una cancelleria di Rimini di manco valore, di che non mostrò curarsi, et ancora che il Papa gli mandassi più volte danari per tal previsione, non gli volse accettar mai, come ne fanno fede Messer Alessandro Ruffini, cameriere allora di quel Papa, e Messer Pier Giovanni Aliotti, vescovo di Furlì. Finalmente fu dal Papa aprovato il modello che aveva fatto Michelagnolo che ritirava San Piero a minor forma, ma sì bene a maggior grandezza, che satisfazione di tutti quelli che hanno giudizio, ancora che certi che fanno professione d'intendenti (ma infatti non sono) non lo aprovano. Trovò che quattro pilastri principali fatti da Bramante e lassati da Antonio da S. Gallo, che avevono a reggere il peso della tribuna, erano deboli, e' quali egli parte riempié facendo due chiocciole o lumache da lato, nelle quali sono scale piane, per le quali i somari vi salgano a portare fino in cima tutte le materie, e parimente gli uomini vi possono ire a cavallo infino in sulla cima del piano degli archi. Condusse la prima cornice sopra gli archi di trevertini, che gira in tondo, che è cosa mirabile, graziosa e molto varia da l'altre, né si può far meglio in quel genere. Diede principio alle due nicchie grandi della crociera; e dove prima per ordine di Bramante, Baldassarre e Raffaello, come s'è detto, verso Camposanto vi facevano otto tabernacoli, e così fu seguitato poi dal S. Gallo, Michelagnolo gli ridusse a tre, e di drento tre cappelle, e sopra con la volta di trevertini et ordine di finestre vive di lumi, che hanno forma varia e terribile grandezza, le quali, poi che sono in essere e van fuori in stampa, non solamente tutti quegli di Michelagnolo, ma quegli del San Gallo ancora, non mi metterò a descrivere per non essere necessario altrimenti; basta che egli con ogni accuratezza si messe a far lavorare per tutti que' luoghi dove la fabrica si aveva a mutare d'ordine, a cagione ch'ella si fermassi stabilissima, di maniera che ella non potessi essere mutata mai più da altri: provedimento di savio e prudente ingegno, perché non basta il far bene se non si assicura ancora, poi che la prosunzione e l'ardire di chi gli pare sapere, se gli è creduto più alle parole che a' fatti, e talvolta il favore di chi non intende, può far nascere di molti inconvenienti.