По заказу папы Юлия II он выполнил роспись потолка Сикстинской капеллы (1508—1512), представляющую библейскую историю от сотворения мира до потопа и включающую более 300 фигур. В 1534—1541гг в той же Сикстинской капелле для папы Павла III исполнил грандиозную, полную драматизма фреску «Страшный суд». Поражают своей красотой и величием архитектурные работы Микеланджело — ансамбль площади Капитолия и купол Ватиканского собора в Риме.

Давид. Мрамор. 1501—1504. Флоренция, Академия изящных искусств.
Мадонна у лестницы. Мрамор. Ок. 1491. Флоренция, Музей Буонарроти.
Битва кентавров. Мрамор. Ок. 1492. Флоренция, Музей Буонарроти.
Пьета. Мрамор. 1498—1499. Ватикан, Собор св. Петра.
Мадонна с младенцем. Мрамор. Ок. 1501. Брюгге, церковь Нотр-Дам.
Мадонна Таддеи. Мрамор. Ок. 1502—1504. Лондон, Королевская академия искусств.
Апостол Матфей. Мрамор. 1506. Флоренция, Академия изящных искусств.
Мадонна Дони. 1503—1504. Флоренция, Галерея Уффици.
Мадонна Питти. Ок. 1504—1505. Флоренция, Национальный музей Барджелло.
Моисей. Ок. 1515. Рим, церковь Сан Пьетро ин Винколи.
Гробница Юлия II. 1542—1545. Рим, церковь Сан Пьетро ин Винколи.
Умирающий раб. Мрамор. Ок. 1513. Париж, Лувр.
Роспись свода Сикстинской капеллы. Ватикан.
Сотворение Адама
Мадонна. Флоренция, Капелла Медичи. Мрамор. 1521—1534.
Библиотека Лауренциана. 1524—1534, 1549—1559. Флоренция.
Капелла Медичи. 1520—1534.
Гробница герцога Джулиано. Капелла Медичи. 1526—1533. Флоренция, церковь Сан Лоренцо.
Гробница герцога Лоренцо. Капелла Медичи. 1524—1531. Флоренция, церковь Сан Лоренцо.
Скорчившийся мальчик. Мрамор. 1530—1534. Россия, Санкт-Петербург, Государственный Эрмитаж.
Атлант. Мрамор. Между 1519, ок. 1530—1534. Флоренция, Академия изящных искусств.
Пьета (Положение во гроб) собора Санта Мария дель Фьоре. Мрамор. Ок. 1547—1555. Флоренция, Музей Опера-дель-Дуомо.

В 2007 году в архивах Ватикана была найдена последняя работа Микеланджело — зарисовка одной из деталей купола базилики Святого Петра. Рисунок, выполненный красным мелом, представляет собой «изображение детали одной из радиальных колонн, составляющих барабан купола собора Святого Петра в Риме». Считается, что это последняя работа знаменитого художника, выполненная незадолго до его смерти в 1564 г.

Это далеко не первый случай, когда работы Микеланджело находят в архивах и музеях. Так, в 2002 г. в запасниках Национального музея дизайна в Нью-Йорке случайно был найден другой рисунок мастера. Он находился среди полотен неизвестных авторов эпохи Возрождения. На листе бумаги размером 45×25 см художник изобразил менору — подсвечник для семи свечей.

Микеланджело в наши дни больше известен как автор прекрасных статуй и выразительных фресок; однако мало кто знает о том, что знаменитый художник писал не менее замечательные стихи. Поэтическое дарование Микеланджело проявилось в полной мере только под конец его жизни. Некоторые из стихотворений великого мастера были положены на музыку и уже при его жизни завоевали немалую популярность, но впервые его сонеты и мадригалы были опубликованы только в 1623 г. До наших дней сохранилось около 300 стихотворений Микеланджело.

В 1536 году в Рим приехала Виттория Колонна, маркиза Пескара, где эта 47-летняя вдовая поэтесса заслужила глубокую дружбу, вернее даже, страстную любовь 61-летнего Микеланджело. Достаточно скоро «первое, естественное, пламенное влечение художника было введено маркизой Пескара с мягкой властностью в рамки сдержанного поклонения, какое единственно приличествовало ее роли светской инокини, её скорби по умершему от ран супругу и её философии загробного воссоединения с ним». Своей великой платонической любви он посвятил несколько из своих самых пламенных сонетов, создавал ей рисунки и проводил многие часы в её обществе. Для неё художником написано «Распятие», дошедшее до нас в поздних копиях. Идеи религиозного обновления (см. Реформация в Италии), волновавшие участников кружка Виттории, наложили глубокий отпечаток на мировоззрение Микеланджело этих лет. Их отражение видят, например, в фреске «Страшный суд» в Сикстинской капелле.

Интересно, что Виттория является единственной женщиной, имя которой прочно связывают с Микеланджело, которого большинство исследователей склонно считать гомо-, или по крайней мере бисексуалом. Согласно мнению исследователей интимной жизни Микеланджело, его пылкая страсть к маркизе являлась плодом подсознательного выбора, поскольку её святой образ жизни не мог представлять угрозы его гомосексуальным инстинктам. «Он возвёл её на пьедестал, но вряд ли его любовь к ней можно назвать гетеросексуальной: он звал её „мужчина в женщине“ (un uoma in una donna). Его стихи к ней… подчас трудно отличить от сонетов к юноше Томмазо Кавальери, к тому же известно, что Микеланджело сам подчас заменял обращение „синьор“ на „синьора“ перед тем, как пустить свои стихи в народ». (В будущем ещё раз цензуре его стихи были подвергнуты его внучатым племянником перед опубликованием).

Её отъезд в Орвьето и Витербо в 1541 году по причине восстания её брата Асканио Колонна против Павла III не вызывал изменения в её отношениях с художником, и они продолжали посещать друг друга и переписываться как прежде. Она возвратилась в Рим в 1544 году.