Paavin arkkitehtuuri ja myöhäisteokset

Paavi Julius II:n tultua valituksi vuonna 1503 Bramantesta tuli pian paavin arkkitehti, ja hän teki laajoja töitä Vatikaanin palatsissa ja aloitti Pietarinkirkon uudelleenrakentamisen. Palatsin valtava Belvedere-hovi (aloitettu vuonna 1503) oli terassoitu rinteeseen kolmessa tasossa, jotka oli yhdistetty monumentaalisilla portailla ja rajattu kaarevilla loggioilla, joissa oli päällekkäisiä järjestyksiä. Alemman terassin oli määrä toimia teatterina. Se valmistui monin muutoksin 1500-luvun loppupuolella, ja nyt sitä on muutettu lähes tunnistamattomaksi. Lähistöllä on kierreportaat (aloitettu ennen vuotta 1512), joiden kautta pääsee Belvedere-hovin takana sijaitsevalle patsaspihalle. Vatikaanin palatsin uudeksi julkisivuksi Bramante suunnitteli sarjan päällekkäisiä loggioita (1509-1518), jotka myöhemmin muutettiin S. Damason hoviksi. Rafaelin täydentämässä rakennuksessa on kaksi päällekkäistä arkadia, joissa on toskanialaisia ja joonisia pilastereita, ja niiden yläpuolella komposiittimaisen järjestyksen pylväikkö.

Vuonna 1505 Bramante laati suunnitelmaa uutta Pietarinkirkkoa varten, jossa esitettiin keskitettyä kreikkalaista ristirakennusta, jossa on suuri kupoli pylväikköisen rummun päällä risteyksen kohdalla, neljä pienempää kupolia ja kulmatornit. Kun kreikkalaisen ristin suunnitelmaa ei hyväksytty, hän suunnitteli yhden varren pidentämistä keskilaivaksi ja ambulatorioiden lisäämistä apsidien varsiin. Peruskivi laskettiin huhtikuussa 1506, mutta kuollessaan Bramante oli pystyttänyt vain neljä pääpilaria ja kupolia kannattelevat kaaret.

Bramante oli paavin mukana sotaretkillä Bolognaan 1506 ja 1510, ja jälkimmäisen sotaretken aikana hänen kerrotaan viihdyttäneen paavia joka ilta kommentoimalla Danten kirjoituksia. Vuonna 1513 paavi antoi hänelle Piombatoren eli paavin asiakirjojen sinetöitsijän viran. Bramante suunnitteli Via Giulian varrelle valtavan palatsin paavin oikeusistuimia varten. Se aloitettiin vuonna 1509, mutta paavin kuoltua vuonna 1513 työstä luovuttiin, ja jäljelle jäi vain muutama massiivinen, rustikaatilla päällystetty lohko pohjakerroksesta.

Bramanten viimeinen työ oli todennäköisesti Palazzo Caprini (vuoden 1510 jälkeen; tuhoutunut). Siinä oli rustikaattirakenteinen pohjakerros, jossa oli myymälöitä, ja yläkerta, jossa oli paritetut dorialaiset puolipylväät. Se oli myöhemmin Rafaelin omistuksessa, ja siitä tuli prototyyppi lukuisille Michele Sanmichelin, Giulio Romanon ja Andrea Palladion suunnittelemille palatseille erityisesti Pohjois-Italiassa. Bramante kuoli 11. maaliskuuta 1514, ja hänet haudattiin Vanhaan Pietarinkirkkoon.