I primi progetti per la nuova cappella, affidati da Carlo Emanuele I a Ascanio Vitozzi e a Carlo di Castellamonte, consistevano in una struttura ellissoidale innalzata rispetto al piano di calpestio della chiesa mediante una doppia rampa di undici alzate, sopraelevando la cappella di un metro e mezzo rispetto al coro e di due metri rispetto le navate. Vennero gettate le fondamenta e realizzate parte delle murature e delle colonne in marmo nero di Frabosa. Ma le traversie del ducato, tra successioni, guerre e epidemie, non consentirono il completamento della cappella.