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另一项大工程，这一次是在佛罗伦斯圣老楞佐大殿为美第奇家族设计家族陵墓。
1520─1530年代的大多时间，米开朗基罗都在为这一工程忙碌。幸运的是，这项建筑工程最终得以圆满完成。
1527年，佛罗伦斯公民受罗马之劫的鼓舞，赶走了美第奇家族，恢复了共和国。佛罗伦斯为此遭到围攻。
1528─1529年，米开朗基罗为他深爱的佛罗伦斯修筑城防工事，抵挡入侵。1530年，佛罗伦斯最终被攻陷，美第奇家族重掌大权。
美第奇家族回到佛罗伦斯后，开始了严酷的统治。米开朗基罗在1530年代中段，逃离了佛罗伦斯，只留下助手们完成美第奇家族礼拜堂的工程。
罗马教宗克雷芒七世委托米开朗基罗在西斯廷礼拜堂的祭坛墙上绘制湿壁画最后的审判，然而，克雷芒七世在委托之后不久就死去了。
保禄三世继任，并为米开朗基罗的创作提供了支持和帮助。壁画在1534至开始绘制，1541年最终完成。
这件作品规模宏大，占据了西斯廷礼拜堂祭坛的整座墙。最后的审判描绘的是世界末日来临，基督再次来到人世，对人进行审判，并决定他们的命运。基督身边围着圣徒们。
作品刚刚完成，就有人认为壁画亵渎了教义，因为米开朗基罗把基督和圣母玛利亚都画得一丝不挂。
枢机主教卡拉法（后来的教宗保禄四世）、曼托瓦大使蒙西尼奥尔塞尔尼尼都要教宗毁掉这幅壁画，但是教宗没有同意。
米开朗基罗去世后，教廷决定为画中的裸体画上遮羞布掩盖**。米开朗基罗的一个徒弟达尼埃莱达沃尔泰拉接受了委托，为画中的裸体人物画上了内裤，他也因此得到了「裤子画家」的谑称。
1993年，文物工作者修复壁画时，决定保留一部分达尼埃莱画上的遮羞布，以作为历史的记录。
另一方面的原因，之前一些艺术家为了「润色」这幅巨作，毁坏了米开朗基罗的一部分原笔。那不勒斯卡波迪蒙特博物馆收藏有马尔切洛维努斯蒂的临摹本，临摹本忠实於原作，临摹时原壁画还没有被后人修改。
同样的审查一直伴随着米开朗基罗，由於他作品中的人物常常裸体，暴露生殖器，他一度被污为「yin秽创造者」。
米开朗基罗的作品被臭名昭着的「遮羞布运动」大量破坏，加上了大量的遮羞布。例如，雕塑弥涅耳瓦的基督（位於罗马的神庙遗址圣母堂）的遮羞布一直保留至今。
1546年，教廷任命米开朗基罗为梵蒂冈圣彼得大教堂的建筑师。米开朗基罗要为教堂设计圆顶。
工程进行期间，由於米开朗基罗的高龄，有人担心他不能在有生之年完成穹顶。然而，穹顶下部支撑环建成之后，建筑的完成不再是个问题。
1564年，米开朗基罗在罗马去世，享年88岁。这时距离他的89岁生日只有三个星期。根据他的遗愿，遗体自罗马运回佛罗伦斯，安葬在佛罗伦斯圣十字圣殿。
梵蒂冈官方报章《罗马观察家报》2007年报导，教廷在圣伯多禄大教堂一间办公室内，找到可能是着名艺术大师米开朗基罗的最后遗作，估计是他死前一年为兴建圣伯多禄大教堂所画的一份草图。RS
