Весьма аскетичная архитектура этого помещения длиной тридцать метров, шириной тринадцать и высотой двадцать метров призвана была прославлять величие хозяина дворца. Но величие наместника Христова не могло утверждаться лишь восславлением его земной власти: оно должно было свидетельствовать о власти Того, на Ком зиждилась власть посредника между Небом и землей. Программа росписи капеллы предусматривала две серии фресок: жизнь Христа и параллельная ей жизнь Моисея — ее ветхозаветный прообраз.
Руководителем работ папа избрал тридцатидвухлетнего умбрийца Пьетро Вануччи, родившегося в окрестностях Перуджи, из-за чего он и был прозван Перуджино. Но масштаб предприятия требовал участия многих художников. Ни один город, кроме Флоренции, не мог дать столько живописцев, способных воплотить этот замысел. Как только кончилась война, синьория и Лоренцо послали трех своих соотечественников в помощь Перуджино, который работал с ними вместе еще в мастерской Верроккьо.
Сорокадвухлетний маститый художник Козимо Росселли заканчивал тогда фреску в монастыре Благовещения. Доменико Бигорди по прозвищу Гирландайо и Сандро Филипепи, носивший прозвище Боттичелли (тому и другому было около тридцати лет), только что завершили прекрасные фрески в монастыре Оньисанти. 27 октября 1481 года все они получили папский заказ. Вместе с Перуджино мастера подрядились написать десять фресок за полгода. Первые четыре фрески были сданы в январе 1482 года; каждую оценили в 250 дукатов. Всего было написано двенадцать фресок в нефе и три над главным алтарем. Эти фрески («Рождество», «Вознесение», «Обретение Моисея в корзине») принадлежат Перуджино; позднее поверх них Микеланджело написал «Страшный суд».
Работа спорилась. У каждого мастера была команда помощников. Например, у Перуджино служил молодой Пинтуриккьо, у Росселли — мальчик Пьеро ди Козимо. Когда началась Феррарская война, дело застопорилось: папа выступил на стороне Венеции против Флоренции, и флорентийцы в Риме опять стали нежелательными гостями. Лоренцо отозвал своих послов, и 14 мая 1482 года они покинули Рим. Вместе с ними на родину вернулся и Гирландайо, вскоре он женился, а затем снова уехал в Рим, чтобы закончить работу. Но флорентийским художникам в Риме стало совсем неуютно, и осенью они отбыли на родину. Папе пришлось вызвать других живописцев, в том числе уроженца Кортоны Луку Синьорелли с помощником Бартоломмео делла Гатта. Когда роспись наконец была завершена, Сикст IV 15 августа 1483 года освятил капеллу.
Слух о дивных фресках Сикстинской капеллы распространился по всей Европе. Зрители не могли отвести глаз от изображенных на них персонажах. В них узнавали реальных людей, которые состояли при папском дворе, или приезжали к понтифику в составе посольств, или служили в банках, лавках и казармах, расположенных вокруг Ватикана. С восторгом узнавали Джироламо Риарио с маршальским жезлом на фреске Боттичелли «Искушение Христа», управляющего банком Медичи Джованни Торнабуони, его сына Лоренцо и знаменитого гуманиста Иоанна Аргиропулос в «Призвании Петра и Андрея» Гирландайо.