Первым архитектором новного поколения, в творчестве которого уже имел место переход к крупным архитектурным задачам, был Карло Мадерна (1556-1629 гг.). Его первый крупный заказ - фасад римской церкви Санта-Сусанна (1596-1603 гг.) - окончательно сформировал тип католического храма XVII века с удлиненным планом и фасадом, следующим пластисеской системе церкви Иль-Джезу Виньолы.
Благодаря этой работе в 1603 г. после смерти Делла Порта он был назначен главным архитектором собора Святого Петра, в Риме (начат по приказанию папы в 1607 г.), достройка которого стала его главной работой.
По настоянию папы Павла V построенное Микеланджело центричное сооружение в форме греческого креста было перестроено в традиционную раннехристианскую базилику в форме вытянутого креста.В 1607-1614 гг. Карло Мадерна пристроил к подкупольной части храма три длинных нефа, ранее созданное здание стало алтарной частью нового, еще более грандиозного храма.
Мадена построил новый, сильно выдвинутый вперед фасад с мощными группами колонн, который теперь виден с площади. Тяжелый фасад загородил купол собора - он как бы отодвинулся назад и стал полностью восприниматься только с отдаленных точек зрения. В настоящее время дина собора 211,5 метра, а максимальная высота - 141,5 метра. Фасад Мадерны критиковали за то, что он не соответствовал построенному Микеланджело куполу, и в то же время хвалили за мощные группы колонн.
Единственное здание, которое построил Мадерна от начала до конца церковь Санта-Мария Делла Витториа (1608-1620 гг.). Остальные сооружения он только спроектировал и начал, а достраивали другие зодчие (такие как церковь Сан Андреа делла Валле и палаццо Берберини), или завершал проекты других архитекторов.
Спроектированное им для семьи папы Урбана VIII палаццо Барберини было достроено архитекторами Франческо Борромини и Лоренцо Бернини, на творчество которых он оказал значительное влияние.