典型的多利安式（Doric）风格的第一层拱廊通常上面有一排窗户，还有三角形或半圆形的凹龛交替出现作为装饰。夹层孔的正上方有一圈圈雕刻有半身像的奖章作为装饰。而刻有利奥十世半身像的奖章占据了中心位置。三层窗户结构简单，间隔装饰着版画。这些版画可能模仿了罗马康斯坦丁拱门上的大理石浮雕艺术。拉斐尔在这个建筑外围加上了一圈围栏。尽管在这之前朱利亚诺·达·桑迦洛曾做过相同的尝试，但就宫殿建造而言，这仍不失为一次非同凡响的创举。
拉斐尔在运用水平元素和垂直元素之间的相互作用取得整个建筑的韵律感上，登峰造极。然而，让当时的艺术家包括建筑师最震惊的是他决定采用雕塑、装饰版画甚至乔瓦尼·达·乌迪内创作的灰泥浮雕来装饰外墙。研究古典工艺的史学家总是不厌其烦地称赞装饰图拉真记号（Trajan Markers）的大量雕塑和奖杯。但是，如尼古拉·帕格里亚瑞（Nicola Pagliari）强调的那样，这座宫殿外墙的装饰如同人民圣母教堂里的基吉殿那样非常繁复，而这种繁复的装饰“并没有作为宫殿内庭的修饰，而是运用在宫殿的外观上”，这是第一次。宫殿没有完全满足拉斐尔设计“经典”建筑的愿望。幸运的是，一个更好的机会展现在拉斐尔面前，选址和资源都对他非常有利，这就是今天被世人熟知的玛达玛庄园。
年底，利奥十世在马利欧山区（Monte Mario）的小山坡上购置了一处房产。
瓦萨里对此作了一段这样的描述：这座庄园不仅景色宜人，更有河流穿越，山木成林，更是眺望横跨在台伯河上的莫列桥的绝佳位置，河岸上的小路一直延伸到圣彼得大教堂的门口。乔瓦尼？德？美第奇对这个工程投入甚深。但他和主教都没有把这座庄园看做是私人的世外桃源。事实远非如此。这座庄园首要且主要的功用是作为宫殿，以款待正式进入梵蒂冈访问的大使和其他贵宾。
1518年8月，工程开始正式动工。1519年春天，拉斐尔写了封信给卡斯蒂廖内。在信中，拉斐尔向他阐述了各种可能的设计和修改方案。其中一个就是将矩形的内庭取代原来的圆形设计。拉斐尔的助手吉安·弗朗西斯科·朋尼，曾协助拉斐尔进行圣彼得大教堂的重建工程，将拉斐尔在信中“描绘”的宫殿的每一个细节都对应进行修改和建造。这封信对找出拉斐尔的设计灵感源自何处非常有帮助。从信中得知，拉斐尔的设计灵感有一部分源自小普里尼（Pliny the Younger）写给顾鲁斯和多米提拉斯？阿波利纳里阿斯的信。小普里尼在这些信中描述了自己在托斯卡纳山坡上的庄园。拉斐尔在信中大量引用了维特鲁威的著作中的设计构想，也吸收了罗马附近的古典建筑的特点，包括哈德良大帝在蒂沃利的奢华庄园，多米提安斯大帝在阿尔巴丘陵（Alban Hills）的宏伟住宅。这两座庄园如今只剩下断壁残垣，但在历史上存在过所取得的价值要远远大于保存到现在的价值。很可能是这两座建筑启发了拉斐尔创立梯田系统的灵感。梯田系统后来因玛达玛庄园而闻名世界。
拉斐尔在信中称庄园选址在“马利欧山区的半山腰”，周围景色怡人，通往古米尔维奥桥和梵蒂冈也很方便。紧接着，他给出了接待大厅和客房的设计图纸。根据拉斐尔的设计，接待大厅和公寓均沿着通往梵蒂冈的道路的轴线分布，以两处名为“圆塔”的外观设计结束。多利安式设计的入口直通一层的前庭；爱奥尼克柱（Ionic columns）将古典的前堂分割成三部分；希腊风格的中庭向外延伸成圆形。
某种程度上，拉斐尔描述的这些住所在选址和设计上有点像厨房、食品店、宴会厅和地窖。他讨论了橘园及橘园里的喷泉设计和“冬季凉廊”的设计。橘园和“冬季凉廊”都位于前庭的向阳地带，可以俯瞰山谷。根据拉斐尔的设想，橘园环绕圆塔，如同一个个窗户，“引导来自天堂的阳光照射前庭，从清晨到黄昏。这里将会充满魅力，让人流连忘返。这里不仅从早到晚沐浴着阳光，视野范围内所见的罗马和乡村风景也引人入胜，采用干净透明的玻璃不会阻挡视线。人们待在这里感觉心旷神怡。即使是冬季，也不失为绅士名媛交流的好地方”。
经过冬季凉廊，穿过橘园和圆塔，就来到了面朝台伯河的多利安式长廊。长廊紧挨着祭祀厅，厅内有一处楼梯通往地下的温泉浴池。拉斐尔还为此设计了一个供夏季使用的“对称公寓”。另外，拉斐尔设计了一个“夏季凉廊”，沿着从圆形庭院方向延伸出来的建筑所形成的主轴线分布，观看从前庭延伸出来的环形景观（维特鲁威称之为“室内运动场”），为观景者提供遮荫。
拉斐尔还另外设计了两座塔，其中一座作为圆形教堂。在内庭上面的缓坡上，他规划了一个带有长椅的喷泉，以便应对“天气炎热的日子”。他还规划了一个坡度缓和的斜道，通往巨大的半圆形露天剧场。通往古米尔维奥桥的道路从庄园所处的“平台”前经过，直达一个跑马场。跑马场直接建在马厩的上方，专门为举办大型比赛和特殊活动而设计。“跑马场的一边由庄园的建筑组成，另一边垂直耸立在马厩之上。马厩安有栅栏，可以圈养四百多匹良驹。这些栅栏形成一个凸起的堤坝，支撑着跑马场的整个赛道。”来自台伯河方向的观者抵达庄园，穿越一层主厅，从巨型凉廊下方的多利安式的入口，穿越地下室的隐形走廊进入圆形庭院。整个周边地区都建成了梯田式的，还做了美化装饰。
这个地区的土层容易崩塌，因此在进行梯田施工的过程中遭遇了一些严重的技术问题。鉴于技术问题难以攻克，1519年春，梯田工程不得不进行修正。这时，拉斐尔邀请小安东尼奥·达·桑迦洛与其密切合作，一同进行这项工程。所作的修改都明确记录在桑迦洛的工程图纸上，现由乌菲兹美术馆收藏。庄园一层主厅区域内建的公寓在拉斐尔逝世后才竣工，由朱利奥·罗曼诺监工。朱利奥·罗曼诺也曾与乔瓦尼·达·乌迪内一同参与凉廊的装饰。
尽管在设计上做了修改，但后续的崩塌难题一直没有攻克，导致庄园实际上没有完全竣工。即使这样，玛达玛庄园这项工程依然展现出拉斐尔无与伦比的组织、协调复杂且宏大的建筑工程的能力。他能拥有如此出众的才华来完成如此复杂而宏大的项目，归因于他对罗马建筑草图的研究深入而仔细。对罗马建筑草图的深刻钻研使他能够游刃有余地运用“所有的古典工艺技术”。更为重要的是，从现代艺术角度出发，玛达玛庄园的“残缺”给这座宏伟壮丽的建筑更增了一层别样的魅力，完成的部分更能表现庄园整体的气势。因此，它散发出令人回味无穷的气息，与其他著名的宏伟建筑产生历史的共鸣。
拉斐尔在写给利奥十世的信中提及，尽管当今的建筑界已经“被古典艺术唤醒，向古典艺术靠拢，这一点我们可以从布拉曼特的许多壮丽作品得到佐证”，但是，就建筑“装饰”而言，我们与古人相距甚远。他进而对此现象做出了解释，尖锐地指出古典建筑家“没有竭尽全力去寻找可以表现他们构想的‘最佳材料’，没有顽强的毅力和意志，没有做好克服所有障碍的准备”。
古典建筑的壮美不仅仅是因为古人采用了“最佳材料”，但古人创作的极具表现力的壁画使建筑更显得豪华、壮观。为了佐证他的分析，拉斐尔引用了黄金之屋（Golden House）的实例。黄金之屋是建立在埃斯奎林山（Esquiline Hill）的斜坡上的一座奢华的帝王宅院。拉斐尔声称，黄金之屋自1480年左右被人发现以来，一直受到广大建筑师和艺术家及世人的仰慕与钦佩。
据瓦萨里记载，在对温科利（Vincoli）圣彼得的教堂进行考古发掘研究时，从蒂图斯大帝（Emperor Titus）宫殿废墟里挖出的雕塑的过程中，“发现位于地下的房间都是用‘穴怪图’装饰，小生物形态各异，场景多种多样，都加有浅浮的灰泥装饰。拉斐尔应邀对这些装饰进行研究。他带着乔瓦尼进入了蒂图斯大帝的宫殿。两人都为那些鲜活、精美且保存完好的‘穴怪图’欣喜若狂”。此处的乔瓦尼是指艺术家乔瓦尼·达·乌迪内。此前，乔瓦尼·达·乌迪内在威尼斯与艺术家洛伦佐？鲁佐？达？费尔特雷（Lorenzo Luzzo da Feltre）有过接触。洛伦佐？鲁佐？达？费尔特雷是这类装饰最早的推崇者之一，是这个领域的顶级专家。当时，传统上对古典艺术草图有着既定的审视和理解，而拉斐尔及其伙伴对古典艺术草图的审视和理解与前者存在一定的分歧。在后者看来，尼禄黄金宫的装饰—— 不仅仅是一些奇特东西的组合，这些单个的“穴怪图”在整个装饰系列中可以完成虚拟的互换；他们对这些“穴怪图”进行了深入细致的研究，如同学者勤勉研究一篇古典文献那样细致；他们为此专门创建了特定的语言来阐述“穴怪图”的意义及相关事物。
1516年6月20日，本博写信通知红衣主教比恩纳：“大钟楼和斯达弗塔各个房间及阁下华厦已经落成，敬候您的驾临。”利奥十世在信中特别允许红衣主教比恩纳这位学识渊博的人文主义者来梵蒂冈宫殿留宿，指定拉斐尔对两个房间作装饰：一个房间名为斯达弗塔，是一个靠近入口的私人小卧室，作浴室之用（准确的说法应该是一个类似高温浴室或“桑拿室”的房间，墙上的洞冒着热气蒸着房间）；另一个房间名叫罗格塔，也可称为阳台，19.5英尺（也就是六米）长的方形房间，向一个方形庭院敞开。
拉斐尔，这位后来为博古通今的红衣主教画像的艺术家，发明了一种装饰方式，灵感来自于独特的矿泉疗养地富有想象力的装饰和罗马帝国时期的壁画。
斯达弗塔两边的墙上满满都是精美的板面油画，上方嵌着代表权力的壁龛，壁龛的边框经过了精心的设计与装饰；一面墙上还刻有一个浅浮雕鬼面像。拱顶天花板，弦月穹顶，墙壁都装饰着与维纳斯神话相关的场景壁画和壁画式“穴怪图”或称为“怪异图案”—— 雅致的石柱廊，小小的山形墙，可爱的小丘比特裸体像，小丑等。靠近墙脚处，拉斐尔设计了一个黑色背景，上面绘了一系列人物—— 小爱神坐在微型战车上，一群乌龟、蛇、海豚、蝴蝶和类似于龙的小动物拉拽着战车。这些古典形象极富创造性。创作者在创作过程中小心翼翼：采用灵活、急促的笔触，运用丰富多彩的颜色，特意用蜡抛光。整个装饰工程的整体创意由拉斐尔负责，乔瓦尼·达·乌迪内、朱利奥·罗曼诺和朋尼三人合作完成。
此外，这个主题创意是红衣主教比恩纳自己选择的。尽管红衣主教比恩纳当时人不在罗马，但他通过皮耶罗？桑博教授与拉斐尔阐述、沟通自己的想法和自己想要的效果。从表面上看，主题的隐含意义没有遵循惯例与欲火焚身的男人相关。但从整体上看，主题的内涵寓意深刻，而非赤裸裸的****诉求。它寓意历经四个净化元素达到身体上和精神上的“洗礼”。无论如何，拉斐尔的装饰创新取得了空前的成功，在接下来的数年间被广泛复制用于罗马教廷的庭院、房间的装饰。大约在1525年至1527年，教皇克里门七世命令乔瓦尼·达·乌迪内对他在圣天使城堡的浴室进行相似风格的装饰。
宽敞、明亮的大钟楼的装饰特点是以白色为背景，绘有形态各异的穴怪图，线条细腻流畅，人造凹室里站立的雕塑代表着四季，版画描绘了阿波罗神话和“火神与小爱神一起锻造”的传说。受尼禄黄金殿的地下隐廊的启发，大钟楼墙上各种各样的植物相互交织，从古典神话传说中截取的现实或虚拟生灵形象错落有致。墙下方用几何图形描述的神话场景交错。与斯达弗塔的情形相同，大钟楼的整体创意出自拉斐尔，由乔瓦尼·达·乌迪内、朱利奥·罗曼诺、朋尼完成。
此外，佩里诺·德·瓦加参与了后期工程。
一年后，拉斐尔和助手又接到一个浩大的工程—— 装饰教皇的凉廊。这个工程的复杂程度令人生畏，但对接到这个工程的建筑师和艺术家而言是莫大的荣幸。1519年6月16日，巴尔达萨·卡斯蒂廖内给伊莎贝拉？德？埃斯特写了一封信：“尊贵的教皇前所未有地沉醉在音乐中不能自拔。同时，他偶尔会关注一下建筑工艺，不断地为宫殿增添东西。前不久，他已经拥有了一个由拉斐尔装饰的凉廊。凉廊美得惊人，让人惊艳得感觉所有的形容词都很苍白。事实上，凉廊的装饰比任何用现代工艺和技巧来装饰的凉廊都要美。”马坎托尼奥？米歇尔也在《杂志》中提到了教皇的新凉廊。同年12月27日，马坎托尼奥？米歇尔在《杂志》的目录上用这样的词条来评价这个凉廊的房间：“仅尊贵而骄傲的教皇才有资格拥有。”他还写道，房间里面的装饰着“具有极高的艺术价值的绘画作品，表现了拉斐尔和乌尔比诺设计的不可思议的高贵；还有不计其数的珍贵雕像。这些雕像是教皇指示放置在窗户之间的凹形壁龛里面的”。
布拉曼特为17世纪尼古拉三世的宫殿设计的凉廊，外观宏伟、壮观。布拉曼特逝世的时候，只完成了第一层和第二层。剩下的交给拉斐尔来完成，包括上层建筑的装饰设计。拉斐尔对设计做了一定的改动，最为明显的是拉斐尔改变了二层拱顶的跨度和改动了壁柱和大理石柱子的设计，增加走廊外观的空间纵深感。
走廊长213英尺（65米），宽13英尺（4米）。
以位于朱庇特山南坡上的床板带为原型，十三个隔间都覆盖着四方形的拱顶天花板。床板带取自于“tabulary”，原意是指古罗马公开的档案、记录。采用四方形的拱顶天花板旨在为后面描绘精美的壁画提供更大的空间。在每一个天花板的中心位置都绘有一个佩戴着利奥十世勋章标识的天使或白色灰泥“胜利”形象。利奥十世的勋章标识是一条镶嵌宝石的裙带或一枚带有三根羽毛的戒指。
但有一个例外。有一个天花板的中心的图案是教皇的头冠压制住了美第奇华丽的盾。中心板面油画用金色的灰泥线条小心地勾勒出边框，周围刻画了精致、细腻的金钱、石柱、墙、挑梁和穴怪图。天花板上面的四块板上所描绘的壁画讲述的是《旧约全书》里面的故事：创世纪、亚当和夏娃，以及各个人物的故事，包括诺亚、亚伯拉罕、艾萨克、雅各布、约瑟、摩西、约书亚、大卫和所罗门。只有最后一个房间的天花板上的壁画描绘的是救世主的生平故事。