后来米开朗基罗在71岁高龄时接替了这项工作，以“对上帝、对圣母、对圣彼得的爱”的名义，恢复了圆顶。
圆顶廊檐上有十一个雕像，耶稣基督的雕像位于中间，廊檐两侧各有一座钟，右边的是格林威治时间，左边的是罗马时间。
整个殿堂的内部呈十字架的形状，在十字架交叉点处是教堂的中心，中心点的地下是圣彼得的陵墓，地上是教皇的祭坛，祭坛上方是金碧辉煌的华盖，华盖的上方是教堂顶部的圆穹，其直径42米，离地面120米，圆穹的周围及整个殿堂的顶部布满美丽的图案和浮雕。
一束阳光从圆穹照进殿堂，给肃穆、幽暗的教堂增添了一种神秘的色彩，那圆穹仿佛是通向天堂的大门。
大殿内有很多巨大的雕像和浮雕，大殿的左右两边是一个接一个的小的殿堂，每个小殿内都装饰着壁画、浮雕和雕像，最着名的是米开朗基罗的圣母哀痛雕像和一座圣彼得的青铜塑像。
刚走进大门处，有两个小天使捧圣水缸的雕塑，从形象上看小天使只有一岁的样子，然而，雕像的实际高度有2.5米。
众多的统治者、勇士、殉难者的雕像给人们留下了太多的威严、冷峻和痛苦的记忆后，再看到这天真可爱的小天使时，一种安慰、一种美好的感觉油然而生。
艺术家把小天使和圣水放在一起，是因为那时的人们视水为上帝赐予人的圣洁之物，水是生命之源。
圣彼得大教堂的建筑风格具有明显的文艺复兴时期提倡的古典主义形式，主要特征是罗马式的圆顶穹窿和希腊式的石柱式及平的过梁相结合。
圣彼得大教堂是一座长方形的教堂，整栋建筑呈现出一个巴西利卡的结构，造型是非常传统而神圣的，这同时也是全世界最大的一座教堂。
教堂内部金碧辉煌，光线幽暗，神秘莫测，用大理石砌筑而成，里面的所有画像都是用不同颜色大理石拼接成图，工程十分浩大，不允许使用三脚架和闪光灯拍摄。
教堂下面的廊檐上方有11尊雕像，中间是耶稣基督。
两侧各有一座钟，右边是格林威治标准时间，左边是罗马时间。
大殿下面有5扇门，平常一般游客都入中门。
如果遇上机会，教徒们就可从右边的圣门进入大殿，不过这需25年才有一次。
按规定，每时25年的圣诞之夜，圣门打开后由教皇领头走入圣堂，意为走入天堂。
其他三门分别是\"圣事门\"、\"善恶门\"和\"死门\"。通过中门进入能容纳5万人的圣伯多禄教堂内部，呈现在眼前的简直是一座艺术宝库。
屋顶和四壁都饰有以《圣经》为题材的绘画，不少是名家作品。最惹人注意的雕刻艺术杰作主要有三件:
一是米开朗基罗24岁时雕塑作品《圣母哀痛》。
圣母怀抱死去的儿子的悲痛感和对上帝意旨的顺从感在作品中刻画得淋漓尽致。这里所表现的圣母痛苦状与米开朗基罗以後的作品迥然不同。
二是贝尔尼尼的雕制的青铜华盖。
它由4根螺旋形铜柱支撑，足有5层楼房高那么高。华盖前面的半圆形栏杆上永远点燃着99盏长明灯，而下方则是宗座祭坛和圣伯多禄的坟墓，只有教皇才可以在这座祭坛上，面对东升的旭日，当着朝圣者举行弥撒；
三是圣彼得宝座，也是贝尔尼尼设计的一件镀金的青铜宝座。
宝座上方是於光芒四射的荣耀龛及象牙饰物的木椅，椅背上有两个小天使，手持开启天国的钥匙和教皇三重冠。
传说这把木椅是圣彼得的真正御座，後经考证为加洛林国王泰查二世所赠送。
除此三件艺术杰作外，站在米开朗基罗设计的穹窿顶下抬头上望，你会感到大堂内的一切都显得如此渺小。
穹顶周长71米，为罗马全城的最高点。当您进入圣伯多禄大教堂内部的时候，第一眼看上去实在无法领略其宏伟的规模。
若用人直观视觉去体测它的规模的话，很容易因教堂各个部分巧妙对称的布局形成错觉，需要借助一些实际资料才能说明它的实质：教堂的长度，包括门廊，为230米，拱顶的高度是38米。
正殿尽头的彩色玻璃大窗上有一只圣灵信鸽，翼展达1.5米之长。这座教堂可容纳6万人。
如果有时间，游客可乘电梯拾级而上，登顶俯瞰罗马全城。