1514年8月1日，拉斐尔受命担任工程总监，主管罗马圣彼得大教堂的建筑与壁画工作。教皇利奥十世的委任状证实：拉斐尔是由同年3月去世的布拉曼特提名任命的。布拉曼特生前举荐拉斐尔接任自己的职务，提议拉斐尔掌管大教堂重建经费。在布拉曼特所列的掌管大教堂重建经费的使徒名单上，拉斐尔位居第一位。布拉曼特为此特意指出拉斐尔有相关经验。与此同时，年过八旬的弗拉·焦孔多也被委以相同的职位和头衔。弗拉·焦孔多于次年逝世。朱利亚诺·达·桑迦洛继续担任工程管理，其职位自1516年开始由其儿子小安东尼奥·达·桑迦洛担任。拉斐尔当时年仅31岁，受命主管梵蒂冈的重大建筑项目，对他而言确实是一个沉重的负担。一段崭新的工作生涯在他面前展开，全新的挑战和责任等待着他去应付和承担。
从接到任命的那一刻起，拉斐尔就很清楚自己有必要从根本上重新组织自己的画室。为了完成大教堂的工作，他需要额外招收助手。如此一来，他的画室需要为更多的助手提供食宿。拉斐尔似乎有意模仿布拉曼特的做法—— 向助手阐述自己的构想，让助手将其构想转化成作品，以便完成相应数量的建筑设计与建筑蓝图的任务。与此同时，由于自己的学习需要，画作及壁画完成的周期，预定要给西斯廷教堂完成的挂毯画，他不得不重新考虑自己的工作日程安排。自1514年的夏天和秋天开始，他的工作日程安排已经发生了明显的重大变化。
对拉斐尔而言，与其他艺术家合作完成某项工程已不新鲜。很早之前，他就与其他艺术家有过这种或那种形式的合作。17岁那年，他完成巨幅画作《圣尼古拉的托伦蒂诺》，这是他第一幅获得肯定的作品。当时他父亲的助手尔瓦格里斯塔·达·皮安·迪·梅勒迪（Evangelista da Pian di Meleto）就在他身旁。接着，梵蒂冈宫殿内厅景色（内厅壁画由拉斐尔的画坊负责完成）他与平托里乔合作，共同完成锡耶纳大教堂的皮科洛米尼图书馆的壁画；波尔托·乔瓦尼和多米尼科·阿尔法尼也参与其中。后人对拉斐尔1504年至1508年在艺术氛围浓厚的佛罗伦萨的艺术活动知之甚少。有理由相信他曾与利多尔弗?特兰达伊奥、巴克斯奥·安哥拉共事，甚至可能与朱利亚诺·达·桑迦洛合作过。
此外，他与韦罗基奥、吉兰达约交往甚密，这些经验使他懂得如何以最佳的方式来管理一个画室，以最完美的方式来应对各种各样错综复杂的挑战。
有迹象表明，在拉斐尔进行梵蒂冈署名室及其他大厅的作品的创作后期，他在罗马的画室已经招收了一些助手。歌颂当时在位的教皇功绩的梵蒂冈教皇宫艾里奥多罗厅里面的三角形墙和女神像柱上的作品，有几处都是那些助手完成的。
以丢勒的版画《天启》为原型用来装饰厅堂北墙上的窗户外展隙的浮雕作品和壁画《利奥一世制止阿提拉》的某些部分也同样是拉斐尔的助手完成的。就第三个厅的第一幅壁画而言，绘画界一致认同壁画《波尔哥的火灾》的最初习作和最主要部分是拉斐尔亲自完成的。随着工作量的增加，这种情况发生了重大改变。
拉斐尔创作的壁画《查理曼大帝的加冕》极为注重细节的刻画。拉斐尔亲自完成了壁画装饰恢弘的上半部分。然而，至少有三位助手参与了拉斐尔这件作品的创作。众所周知，拉斐尔曾将作品《两个裸体男人的习作》作为礼物赠送给阿尔布雷特?丢勒，明确声称自己亲自参与了《奥斯特之战》（Battle of Ostia ）早期的创作。其实不然。绘画界对《利奥三世宣誓》最初的研究以及对壁画本身的考证表明，这幅作品几乎完全由拉斐尔的助手完成。
拉斐尔不仅接受了梵蒂冈建筑和行政委任，而且在同一时期参与了西斯廷教堂挂毯画的筹备工作和现命名为“奥斯特勒”的房间—— 在利奥十世时代被作为长袍室和秘密监督法庭。不论是前者还是后者，拉斐尔似乎觉得有必要采用新的管理程序，或许是因为他或多或少对前任所取得的成果不太满意。
拉斐尔一方面越来越看重单幅作品的创想的实现过程，一方面又不得不把一些任务交给学徒和助手完成。于是，他果断决定自己只需掌控作品必要的“创造性”构想。他认为相对于亲自去完成一幅作品而言，作品的“创造性”构想更有价值，更为重要。因为他不得不与其他艺术家合作，所以事实证明他这样的管理模式不切实际。他小心翼翼地参与到被J. 希尔曼称之为“秘书工作”的事务之中。换言之，他把自己做的有关生活的细致习作取得的心得传授给学徒，把自己的想法和创想用寥寥数笔勾勒出来，作为初步的蓝本交给学徒和助手来完成最后的作品。在挂毯画开始到结束，即作品的整个创作过程中，拉斐尔自始至终监督作品的完成。
一旦有新的任务，拉斐尔就马上根据任务要求来改组画室。他的新任务连绵不绝。意大利本岛各个地方，甚至阿尔卑斯山那面的国度，纷纷向他发来邀请。
而拉斐尔根据特定时间内所接的任务不断改组画室。在他招收的助手中，有两位相比较之下更为“忠诚”：一位名叫吉安·弗朗西斯科·朋尼，1510年至1511年与拉斐尔共事；另一位名叫朱利奥·罗曼诺，于五年之后加入拉斐尔的画室。加入拉斐尔画室的艺术家不仅仅是纯粹的助手，不仅仅是规规矩矩完成拉斐尔交付的日常工作。相反，他们的艺术造诣都达到了一定的高度，甚至有些助手是业内公认的专家，如乔瓦尼·达·乌迪内。
“他的画作与建筑铸就了辉煌与荣耀。”罗马先贤祠的拉斐尔墓碑上镌刻的墓志铭中有这样一句话，赞颂拉斐尔在教皇尤利乌斯二世和教皇利奥十世期间对建筑和绘画所做出的卓越贡献。大约在1520年，人文学者卡尔卡尼尼在一封信中如此称颂拉斐尔：“拉斐尔·桑蒂是一位伟大的建筑师。他构想并建造的建筑是如此不同凡响，以至于最聪明、最娴熟的建筑师都无法望其项背。”事实也正如卡尔卡尼尼所赞誉的那样。拉斐尔逝世的时候，他的建筑作品同样受到人们对其画作那般崇高的赞誉。拉斐尔的英年早逝带给人们巨大的悲痛。当人们意识到他无法完成建造一个新的“古典”罗马时，这种悲痛显得更为沉重。纵观历史，拉斐尔作为一名建筑师勤勉研究古典工艺，进而取得如此骄人的成绩，这与他的绘画天分密切相关。
拉斐尔早期壁画的背景特点突出，其风格与同时期的其他作品迥然不同。
祭坛装饰画《圣母的婚礼》就是典型的例子。且不说早期种种迹象表明身为画家的拉斐尔在很大程度上“像建筑师一样思考”，有迹象显示，在他接下来的艺术生涯中，建筑将会成为其生命中一个关键部分。这一时期，拉斐尔的父亲乔瓦尼·桑蒂创造了城市建筑的一些画作。乔瓦尼·桑蒂很欣赏弗朗西斯科?迪?乔治的作品，与之交好。同时，乔瓦尼·桑蒂与安布罗焦?巴罗西结交下深厚的友谊。安布罗焦?巴罗西与众多颇有影响力的艺术家有过合作：在威尼斯与皮耶罗及图里奥?隆巴多，在费拉拉与安东尼奥?罗塞里诺，在乌尔比诺与劳拉纳（Laurana）和弗朗西斯科?迪?乔治。除此之外，他在维泰博（Viterbo）和斯波莱托（Spoleto）以一名建筑师的身份独立完成了不少作品。乔瓦尼·桑蒂离世后，正是安布罗焦?巴罗西帮助拉斐尔发掘出其建筑绘画的天赋。拉斐尔的建筑绘画天赋，在他年纪轻轻时就已经展露出来。1500年底或1501年初（当时拉斐尔不满二十岁），他曾为乌尔比诺公爵的中庭（无顶的内庭院）设计画过一张小型的素描。这幅作品仅仅一个对开本页面大小，现藏于法国里尔的万国宫。英国牛津阿西莫利恩博物馆收藏的拉斐尔创作于1502年至1505年期间的一些作品，以及乌菲兹美术馆收藏的拉斐尔创作于1506年左右的画作，在一定程度上都有拉斐尔创作的万神殿门廊及内部建筑的装饰作品的雏形。很有可能是这些作品使拉斐尔受到平托里乔的垂青。1503年或更早一些，平托里乔因此邀请拉斐尔为搭档，帮助自己进行锡耶纳大教堂皮科洛米尼图书馆的壁画设计。
拉斐尔学习、模仿和理解的能力极为突出。拉斐尔移居罗马后，博采众长，迅速成长。那些先于他前往罗马的顶尖画家，如朱利亚诺·达·桑迦洛、佩鲁齐、雅各布·桑索维诺，也无法掩盖他的锋芒。拉斐尔在罗马所受的熏陶使他的创作提升到一个更高的境界，集中体现在署名室的创作上，《雅典学园》是一个典型。据推测，拉斐尔在这个时期（可能是1511年下半年）不得不与布拉曼特合作完成一些项目。在此期间，年轻的拉斐尔展现出极强的能力和竞争力，获得了布拉曼特的认可和赞许。布拉曼特因此举荐拉斐尔作为自己的接班人。大约也就是同一时期，银行家奥古斯蒂诺·基吉委托拉斐尔完成自己的丧葬教堂设计。这是拉斐尔作为独立的建筑师承接的首个委托。奥古斯蒂诺·基吉的丧葬教堂是罗马人民圣母教堂的一部分。而拉斐尔在这个丧葬教堂的设计，努力做到了结构、装饰性与象征的完美结合，正如布拉曼特设计的万神殿那样。但这个设计已经不是对布拉曼特风格的单纯模仿。
基吉在特拉斯泰韦雷拥有一栋别墅。这栋别墅于1808年被摧毁，现在我们只能看到别墅面朝伦加纳大街的第一层。别墅底层原本计划建造几个接待厅和一些供来访贵客休憩的卧室。从别墅的遗迹进行考证，结合从稀稀落落的文献中找到的佐证来看，在外观的设计上，拉斐尔有可能竭力想达到一种与佩鲁齐对别墅的整体设计对比鲜明的效果。尽管拉斐尔运用了相似的建筑材料，也采用了类似的建筑表现形式，但他成功地创造出富有力量、衔接紧密、极富表现力的浮雕，与佩鲁齐的别墅设计所突出的柔美线条形成强烈的对比。
在工程总监的官方任命公开之前，拉斐尔从1514年4月1日起（布拉曼特逝世几周后）就开始接手圣彼得大教堂工程总监的事务。据考证，拉斐尔在同年7月写给其叔叔西蒙·席亚拉的信中提到利奥十世已经选派“知识渊博，经验丰富”的弗拉·焦孔多作为他办公室的“同事”。拉斐尔在信中写道：“鉴于弗拉·焦孔多余年不多，尊敬的教皇陛下意在为我指派一位拥有崇高声誉和渊博知识的先生与我为伴，以便我可以探索到如他掌握的那么多的建筑奥妙，激励我在艺术上追求完美……每一天，教皇都将我们二人招进皇宫，共同商讨重建圣彼得大教堂的伟大事业。”瓦萨里称赞弗拉·焦孔多拥有“深刻的建筑知识和独到的艺术见地”。
弗拉·焦孔多是一位颇有作为且素养颇高的建筑师和土木工程师，还是一位杰出的考古学家，同时是1511年在威尼斯促成《建筑学论述》在现代第一次出版发行的主要力量。《建筑学论述》是公元前1世纪古罗马的建筑学家维特鲁威（Vitruvius）的建筑论述。弗拉·焦孔多不久就离开了人世，但这段短暂的“共事”经历使拉斐尔受益匪浅。拉斐尔在此期间培养起对古典艺术的痴迷。拉斐尔注意到这一点深得教皇的青睐，在民间也广受好评。在信中，他还写道：“然而，我用更加崇高的追求来完成这项工程，那就是重新发掘古典艺术的美。我知道我也许会因此身败名裂。维特鲁威犹如一盏闪耀的明灯，但我寻求得更多。”声名日盛的拉斐尔也有过沮丧的低谷。相比他在主教面前制订的新计划，自身对古典建筑钻研不够深入、完整，掌握的有关古典建筑的知识不够全面让他更加沮丧。在生命的最后几年中，这个追求“更多”始终盘踞在他的脑海中，也正是这个追求鞭策着拉斐尔勤勉学习与钻研。在拉斐尔生活与工作的时代背景下，他一直保持着自己的独特风格，与同时期众多博学的古典学者的风格与理念形成鲜明对比，其中包括他的赞助人利奥十世。
拉斐尔获取“古典”知识的方法、途径非常多。他敦促学者马可?法比欧?卡尔维（Marco Fabio Calvi）尽快完成维特鲁威的《建筑学论述》的翻译。
这份翻译手稿现在还存于世，手稿上有拉斐尔做的亲笔眉批和校对。他对古典建筑的研究受到了小安东尼奥·达·桑迦洛的鼓励和协助。瓦萨里说：“拉斐尔对古典建筑的热爱几近疯狂。他不惜放下身段取悦意大利各地甚至远至希腊的建筑者，只为能够汲取任何一点可能提高他建筑技能的知识。”1514年夏到1520年前几个月这期间启动并完成的号称拉斐尔设计的建筑，并不能完全认定全部是出自拉斐尔之手。这期间，拉斐尔一方面投入画作的委托任务之中，一方面圣彼得大教堂的重建项目不断出现复杂的难题。除了基吉的丧葬教堂和梵蒂冈教皇的凉廊的改造与装饰，拉斐尔还参与他在各地的各类工作，包括几个小教堂、宫殿、房子和庄园的设计和装修。他还为佛罗伦萨和罗马布兰科尼欧宫殿进行了一些建筑外观设计的工作，还接受了一系列剧院的设计，如为满足阿里欧斯托在1519年的梵蒂冈嘉年华时期表演的剧目而所做的特殊剧院设计。
自抵达罗马的那一刻起，拉斐尔不仅对布拉曼特掌握的古典建筑特有的词汇和语法的能力感到震惊，而且为自己吸收他人长处和创造惊人的空间感的能力感到惊喜。直到1516年，拉斐尔的建筑风格一直都追随布拉曼特。但随着他掌握的有关古典工艺的知识越多，对古典工艺的理解越深刻，他在建筑上的艺术造诣逐渐超越前辈。布兰科尼欧宫殿和玛达玛庄园的设计很好地证明了一点。
宫殿是专门为教皇利奥十世的心理咨询师乔瓦尼?巴蒂斯塔?布兰科尼欧建造的。乔瓦尼?巴蒂斯塔?布兰科尼欧也是当时著名的货币学家，还是一名热衷于古典工艺研究的学徒。17世纪圣彼得广场的建筑重新排列，为修建贝利尼著名的回廊，布兰科尼欧宫殿被摧毁。然而，这座宫殿的设计图纸得以保存。因此，拉斐尔对这座宫殿的整体设计理念依然被世人赞赏。
拉斐尔重新进行了设计，加入了他在其他建筑（包括万神殿、巴尔博家族墓穴和古代凯旋门）找到的各种古典元素。这个过程有人称之为“Contaninatio”。
“Contaninatio”是专业术语，指将不同但相似的形式进行混合或融合，进而创造出一个本质上全新的形式。
