Этот период приходится на середину и конец XVI в. Продолжающийся экономический спад в Италии и усиление феодально-католического влияния начали проявляться во всех областях культурной жизни, в том числе и в архитектуре. Для борьбы со всякого рода проявлениями антирелигиозного духа была создана инквизиция. Значительная часть гуманистически настроенных деятелей переселяется в северную Италию, в Венецию, сохранявшую еще права республики, и где влияние религиозной контрреформации было не так сильно.
В середине XVI в. начинается новый этап в развитии архитектуры. Новые церкви меняют свой облик, т.к. теперь отказываются от центрического типа культового здания и снова возвращаются к базиликальному типу. Одной из черт нового являются искания повышенной выразительности и «скульптурности» архитектуры. Это ярко выразилось в творчестве великого скульптора и архитектора Микеланджело Буонарроти (1475—1564 гг.), Его архитектурные произведения отличаются большой эмоциональной и пластической выразительностью, динамикой форм. Его творчество протекало во Флоренции и Риме, его флорентийские скульптуры утверждают мощь и свободу человеческой личности. Примером этих идей может служить прекрасная статуя Давида, изображенная им в виде могучего юноши (1503 г.). К архитектурному произведению Микеланджело подходит как скульптор, заботясь, прежде всего о пластической выразительности целого, чему он подчиняет отдельные формы. В композиции новой Сакристии (ризница) при церкви Сан-Лоренцо во Флоренции (1520—1534 гг.) архитектура внутреннего пространства и скульптуры представляют одно целое. Скульптурные и архитектурные формы полны внутреннего напряжения и драматизма. Эмоциональная выразительность преобладает над тектонической основой, ордер трактуется как элемент скульптурного замысла художника, и наступает противоречие между архитектоническими и декоративными частями интерьера.
Крупнейшей архитектурной работой Микеланджело является достройка собора св. Петра в Риме, руководить которой он начал с 1547 г. Микеланджело принял за основу плана центрическую схему, близкую к замыслу Браманте, но изменил ее довольно значительно, придав центральному подкупольному пространству господствующее значение. С этой целью были стеснены боковые помещения и убраны угловые башни. По проекту Браманте распор сводов взаимно воспринимался и погашался постепенным уменьшением пролетов и объемов здания от центра к периферии. Микеланджело, выделив центральную часть здания за счет боковых, усилил подкупольные пилоны и все опорные столбы. Поэтому в интерьере собора высотой 123,4 м до отверстия светового фонаря тяжелые массы столбов затрудняют восприятие истинной величины огромного внутреннего пространства. Купол пролетом 42 м, в отличие от полусферического купола Браманте, Микеланджело выполнил более крутым. Зрительно купол сильно давит на напряженный барабан, окруженный спаренными колоннами с раскрепованным антаблементом. В отличие от гармонически уравновешенных композиций классической архитектуры, архитектура Микеланджело построена на создании контрастов между всеми элементами здания. Стена теряет у Микеланджело свою плоскостную форму, она то выступает, то отходит назад. Расчлененная пилястрами, уступами, отверстиями и нишами, она становится одним из средств пластического формообразования. Это подчеркивается и горизонтальными элементами, и карнизами, которые переламываются вместе со стеной, усиливая впечатление внутренней борьбы и на пряжения.
Известным римским архитектором позднего Возрождения является Виньола, построивший церковь Джезу в Риме. План церкви имеет вытянутую форму с большой апсидой алтаря и рядом капелл по сторонам главного нефа. Виньола отошел здесь от традиции Высокого Возрождения, стремившегося к созданию целостных и уравновешенных центрических зданий, имевших градостроительное значение. Он создавал теперь тип храма, форма которого раскрывается главным образом внутри при движении к алтарю. В церкви Джезу внешний объем здания закрыт пышным фасадом, имеющим плоскостной декоративный характер с акцентированием главного входа и продольной оси.
Другим мастером позднего Возрождения был Андреа Палладио (1508—1580 гг.), который строил дворцовые сооружения и виллы. Недалеко от Венеции, на холме над рекой он построил замечательную виллу Ротонда. С четырех сторон здания устроены портики, за которыми находятся лоджии. Центральный зал здания покрыт куполом и освещается верхним светом. Четыре широкие лестницы подводят к зданию. Внешний облик Ротонды спокойный и гармоничный.