Il progetto, già ripreso da Amedeo di Castellamonte e da Bernardino Quadri, arriva infine nella mani di Guarino Guarini, anche per risolvere alcuni problemi strutturali sorti per la costruzione della cupola. Guarini mantiene la fabbrica che aveva ereditato con l’ultimo intervento del Quadri, ovvero una cappella divenuta di forma circolare, fino al cornicione del primo ordine. Da un cilindro in muratura di limitato spessore doveva innalzarsi un'altissima cupola. Nasce l’articolata e armoniosa geometria, formata da archi sormontati da esagoni concentrici ruotati rispetto a loro stessi e si creano così gli effetti ottici, i giochi di luci e ombre che garantiscono una visione frammentata della cupola e una forte illusione che ne aumenta l'altezza.