Nel 1585, papa Sisto V avvia i lavori per il riasetto urbano di Roma. L'architetto incaricato è Domenico Fontana, chi dovrà collegare i principali edifici religiosi della città per mezzo di grandi assi stradali rettilinei. Il piano, che aveva il compito di enfatizzare il ruolo di Roma come città santa, gettò le premesse per una serie di analoghi cambiamenti in diversi centri europei. La piazza barocca cessò quindi la sua tradizionale funzione civica e pubblica, per divenire mezzo di esaltazione dell'ideologia politica o religiosa.
Tra le chiese, il punto di partenza dell'architettura barocca può essere ricercato nella Chiesa del Gesù in Roma, costruita a partire dal 1568 su progetto del Vignola (essa si trova tra Piazza Venezia e Largo di Torre Argentina).
Da questo modello deriveranno in seguito Chiese a pianta longitudinale centralizzata o a pianta centrale allungata, entrambe solitamente caratterizzate da un asse longitudinale e dalla presenza di un elemento catalizzatore (come una cupola).
Alla fine del Seicento, Roma divenne il centro di sviluppo dell'architettura legata alla Controriforma. Esercitò allora la sua influenza in tutto il mondo cattolico. Le premesse all'affermazione dello stile barocco si riscontrano già nelle opere di Giacomo Della Porta (1533-1602), che innalzò la facciata della Chiesa del Gesù negli ultimi decenni del Cinquecento. Pochi anni dopo, nel 1603, fu ultimata la facciata della Chiesa di Santa Susanna, progettata da Carlo Maderno (1556-1629), ritenuta da molti il primo esempio pienamente di architettura barocca. Numerose facciate furono innalzate con il medesimo fine propagandistico.
La nuova impostazione, basata sulle trasformazione delle forme piuttosto che sull'applicazione di elementi decorativi, si attua con l'affermazione di Gian Lorenzo Bernini (1598-1680), Francesco Borromini (1599-1667) e Pietro da Cortona (1596-1669). Loro saranno i principali architetti dell'epoca, lasciando un'impronta indelebile non solo nella città, ma anche nella storia dell'architettura.
Roma viene considerata la capitale del barocco, risultano quindi innumerevoli gli esempi architettonici ed artisti di quel periodo. Tra i più noti troviamo il Baldacchino di San Pietro (1624-1633), nel quale Bernini inserì delle colonne tortili che si differenziano nettamente dai pilastri della basilica vaticana, divennendo il punto focale dell'intera costruzione. Gli spazi ricavati nel perimetro dell'edificio diventano una caratteristica fondamentale delle richerche architettoniche del periodo. E' nella Chiesa di San Carlo alle Quattro Fontane del Borromini che il tema raggiunge il suo apice. Egli iniziò a partire dal 1642 quello che viene considerato il suo capolavoro, la Chiesa di Sant'Ivo alla Sapienza (nei pressi di Piazza Navona).
Altre costruzioni da elencare sono: l'imponente basilica di Sant'Andrea della Valle, cominciata dal Della Porta nel 1591 e completata da Carlo Maderno; il Palazzo Montecitorio, iniziato dal Bernini nel 1650 e successivamente terminato da Carlo Fontana; Palazzo Barberini iniziato dal Maderno nel 1625, con la collaborazione del Borromini; la Chiesa Nuova (Santa Maria in Vallicella) del XVI secolo, fiancheggiata dall'Oratorio dei Filippini, una delle opere più interessanti di Francesco Borromini; ed infine Piazza Navona, sorta sulle rovine dell'antico stadio voluto dall'imperatore Domiziano e che, nel XVII secolo, assunse i caratteri di una piazza tipicamente barocca.
Tra i punti più alti dell'illusionismo ottico seicentesco abbiamo la Scala Regia in Vaticano, e la Galleria prospettica di Palazzo Spada, ad opera del Bernini
