Solo nella prima metà del Settecento, di fronte alle voci di un possibile crollo della cupola di san pietro, papa Benedetto XIV diede incarico all’ingegner Giovanni Poleni di studiare lo stato di degrado della calotta e il modo di porvi rimedio. Poleni condusse nel 1743 estese ispezioni e studi, pubblicando a Padova nel 1748 un trattato sul tema, corredato anche da una selezione di pareri precedenti di altri studiosi, tra i quali Lelio Cosatti.[30] Tra il 1743 ed il 1748 Poleni inserì diverse catene in ferro, soprattutto nel tamburo e nella parte più bassa della calotta, determinandone la sezione e la collocazione ideale attraverso calcoli teorici e mediante una serie di esperimenti.[31] I lavori furono condotti sotto la direzione dell’architetto Luigi Vanvitelli, che all’epoca rivestiva la carica di “Architetto della Reverenda Fabbrica”.

I successivi restauri, messi in opera tra il XIX secolo e il XX secolo, interessarono sostanzialmente il rifacimento della copertura in lastre di piombo della cupola e della lanterna (18701875); proprio alla sommità della lanterna, già nel 1809 era stato innalzato un parafulmine. Dopo il 1929 i contrafforti radiali della cupola, che presentavano diverse lesioni, furono in parte demoliti e ricostruiti sotto la direzione dell’architetto Luca Beltrami. Negli anni quaranta, la rottura dell’architrave di un finestrone del tamburo costrinse l’ingegner Nicolosi ad inserire un telaio in acciaio in grado di scaricare le forze sulla parte più esterna del vano finestra; l’operazione fu poi estesa a tutte le aperture del tamburo.

Il 2 settembre 2019, con il montaggio del ponteggio, è stato avviato il PRIMO restauro completo all 100% del tamburo della cupola.