Reneszánsz újjáépítés és az 1527-es sacco
A város tényleges újjáépítése V. Miklós pápától (1447–1455) indult, aki ambiciózus városrekonstrukciós programot indított. II. Julius pápa 1506-ban tette le az új Szent Péter-bazilika alapkövét Bramante görögkereszt-alaprajzú terve szerint; Michelangelo 1546-tól a kupolát tervezte tovább, de csak annak dobrészét fejezte be 1564-es haláláig — a kupolát végül della Porta és Fontana húzta fel 1588–1590 között, a bazilikát pedig csak 1626-ban szentelték fel, összesen mintegy 120 év alatt.
1527.május 6-án V. Károly császár ki nem fizetett zsoldos csapatai — parancsnokuk, a francia renegát Bourbon herceg vezetésével, de a császár tényleges parancsa nélkül lázadva — nyolc napon át fosztották és gyilkolták a várost; a Svájci Gárda 189 tagjából 147-en haltak meg a pápa menekülését védve. Az áldozatszám-becslések jelentősen eltérnek (hatezertől akár a lakosság feléig), de a sacco kulturális hatása egyértelmű: sok történész ezt tekinti a római érett reneszánsz korszaka lezárásának, ami felgyorsította a reformáció megerősödését is.
Az ellenreformáció korában V. Sixtus pápa (1585–1590) koherens úthálózatot alakított ki a zarándokhelyek között, obeliszkekkel jelölve a végpontokat; Bernini és Borromini rivalizálása formálta a barokk Rómát — Bernini építette a Szent Péter tér kolonnádját (1656–1667) és a Piazza Navona Négy folyó kútját (1651), míg Borromini a hullámos vonalvezetésű San Carlo alle Quattro Fontane templomot alkotta.
1555-ben IV. Pál pápa bullájával létrehozták a római zsidó gettót, amely 315 éven át, 1870-ig állt fenn. A pápai világi hatalom végül 1798-ban szenvedett súlyos csorbát, amikor francia csapatok bevonultak Rómába, kikiáltották a rövid életű Római Köztársaságot, és VI. Pius pápát fogságba hurcolták.
