Pauselijke architectuur en late werken
Met de verkiezing van paus Julius II in 1503 werd Bramante spoedig de pauselijke architect, en hij verrichtte uitgebreid werk in het Vaticaan Paleis en begon met de wederopbouw van de St. Pieter. Het enorme Belvedere Hof van het paleis (begonnen in 1503) was terrasvormig op een heuvel op drie niveaus verbonden door monumentale trappen en gedefinieerd door gebogen loggia’s met boven elkaar geplaatste orders. Het onderste terras moest dienst doen als theater. Het werd aan het eind van de 16e eeuw met veel veranderingen voltooid, maar is nu bijna onherkenbaar veranderd. Vlakbij bevindt zich een wenteltrap (begonnen vóór 1512) die toegang geeft tot het beeldenplein achter het Belvedèrehof. Als nieuwe façade voor het Vaticaanpaleis ontwierp Bramante een reeks boven elkaar geplaatste loggia’s (1509-1518), later omgebouwd tot het Hof van S. Damaso. In 1505 ontwierp Bramante een plan voor de nieuwe Sint Pieter dat voorzag in een gecentraliseerd Grieks kruis met een grote koepel op een zuilentrommel op de kruising, vier kleinere koepels en hoektorens. Toen het Griekse kruisplan niet werd aanvaard, wilde hij één arm verlengen om een schip te vormen en ambulances toevoegen in de apsidale armen. De eerste steen werd gelegd in april 1506, maar op het moment van zijn dood had Bramante alleen de vier hoofdpijlers en de bogen die de koepel moesten ondersteunen gebouwd.
Bramante vergezelde de Paus op de militaire campagnes naar Bologna in 1506 en in 1510, en tijdens de laatste campagne zou hij de Paus elke avond hebben vermaakt met zijn commentaar op de geschriften van Dante. In 1513 verleende de Paus hem het ambt van Piombatore, of zegelbewaarder van de pauselijke aktes. Bramante plande een enorm paleis aan de Via Giulia voor de pauselijke rechtbanken. Er werd aan begonnen in 1509, maar met de dood van de paus in 1513 werd het werk opgegeven, waarbij slechts een paar massieve, rustica blokken van de begane grond overbleven.
Bramante’s laatste werk was waarschijnlijk het Palazzo Caprini (na 1510; verwoest). Het had een rustica benedenverdieping met winkels en een bovenverdieping met gekoppelde Dorische halve zuilen. Het werd later eigendom van Rafaël en werd het prototype voor talrijke paleizen, vooral in Noord-Italië, van Michele Sanmicheli, Giulio Romano, en Andrea Palladio. Bramante stierf op 11 maart 1514 en werd begraven in de Oude St. Pieter.