Santa Maria degli Angeli e dei Martiri
Dennoch willigte der hochbetagte und vielbeschäftigte Bildhauer, Maler und Architekt ein und arbeitete intensiv an den komplizierten Details einer Umgestaltung des antiken Baukörpers. Zugleich sollten Teile der Thermenanlage von ihm zu einem Kartäuserkloster (Konvent und Kreuzgang) umgebaut werden. Dem Eremitenorden der Kartäuser von Santa Croce in Gerusalemme war auf päpstliche Anordnung 1561 das Areal übertragen worden. 1563 begannen die Bauarbeiten, doch 1564 starb Michelangelo fast neunundachtzigjährig. Im Jahr darauf starb auch Papst Pius IV. Die Arbeiten ruhten nun einige Jahre und wurden erst 1572 unter Papst Gregor XIII. wieder aufgenommen.
Von den Plänen Michelangelos konnte zu seinen Lebzeiten verständlicherweise nur wenig ausgeführt werden. Sein Nachfolger war sein Schüler Jacopo del Duca. Er vollendete den Umbau.
Bauzeichnungen Michelangelos sind nicht erhalten, aber zeitgenössische Quellen belegen, dass die Anlage, so wie man sie heute bestaunen kann, die ursprüngliche ist. Die antiken Strukturen blieben unverändert, eine besondere Lösung erfuhr der Haupteingang: In einer der halbrunden Nischen des fast vollständig zertrümmerten Caldariums an der heutigen Piazza della Repubblica führten zwei in das wuchtige Ziegelmauerwerk eingepasste Holztüren, die 2006 durch zwei mit Skulpturen geschmückte Bronzeportale ersetzt wurden, in das Vestibül der Kirche. In der Antike war darin das Tepidarium untergebracht und erfreute mit seinem lauwarmen Wasser in großen rechteckigen Wandnischen die Badenden. Das ehemalige Warmbad präsentiert sich heute als kreisförmige Halle, die in 25 m Höhe von einer modernen Kuppel überspannt wird, deren Buntglasscheiben an Sonnentagen ein phantastisches Farbenschauspiel im Vestibül entstehen lassen. An seinen Wänden wurden Kapellen und Grabmale eingerichtet. Ein großzügiger Durchgang leitet die Besucher vorbei an einer überlebensgroßen Statue des hl. Bruno von Köln, des Gründers des Kartäuser-Ordens, und einer Gipsstatue des Johannes des Täufers in das grandiose Querschiff der Kirche, das einst als Frigidarium diente, in dem die Badegäste ins kalte Wasser tauchten, sich massieren ließen, lustwandelten oder Geschäfte abwickelten.
Wer diesen gigantischen Raum betritt, der sich über 90 m erstreckt, 27 m breit ist und eine schwindelerregende Höhe von 28 m erreicht, verspürt ein Gefühl der Weiträumigkeit wie in keiner anderen römischen Kirche, auch nicht im Petersdom. Dieser einstige Thermensaal ist ein großartiges Beispiel für die Wahrung harmonischer Proportionen in der römischen monumentalen Baukunst. Ein Durchgang mit Kapellen an jeder Seite führt in den tiefen Chor, der in einer polygonalen Apsis endet. Sie reicht weit in den Raum der früheren Natatio (großes, offenes Schwimmbecken) hinein. Von der Apsis war der kleine Kreuzgang erreichbar, während der große, nordöstlich der Kirche gelegen, keine Rücksicht auf den Thermengrundriss nahm und ihn überschritt. Hier reihten sich die Zellen der Einsiedlermönche an den 80 m langen Kreuzgängen auf, die von hundert Travertinsäulen gestützt werden.
Die 80 Meter langen Kreuzgänge werden von hundert Travertinsäulen gestützt
Wände und Gewölbe des Frigidariums waren durch die Jahrhunderte unzerstört geblieben. Ungewöhnlich die von Michelangelo ausdrücklich so gewollte Nacktheit der Gewölbezone. Ihm lag daran, die antike Architektur unverstellt sichtbar zu machen. Die nackten Kreuzgratgewölbe mit großen Fensteröffnungen in den Lünetten lagern mit ihren Fußpunkten auf den vor der Wand aufgestellten enormen Säulen aus rotem Granit. Sie sind nicht italischen Ursprungs, stammen vielmehr aus einem Steinbruch nahe Assuan im südlichen Ägypten. Auf Lastkähnen sind die aus einem Stück gefertigten Säulen damals im 4. Jahrhundert den Nil abwärts und über das östliche Mittelmeer verschifft worden, um schließlich den Tiber aufwärts getreidelt zu werden – eine unglaubliche logistische Leistung. Die gewaltigen Säulen erreichen eine Höhe von mehr als 17 m einschließlich Sockel und korinthischen Kapitellen und einen Durchmesser von 1,62 m. Ihr Umfang beträgt 5,10 m. Dass man ihre Sockel nicht mehr sehen kann, liegt daran, dass Michelangelo seinerzeit den Boden um gut 2 m anheben ließ, um ihn an das damalige Straßenniveau anzupassen.
Im Gegensatz zum hellen oberen Raumteil, wie ihn Michelangelo schuf, ist der untere Raumteil durch Stuck- und Marmordekorationen dunkel gehalten. Das geht auf Änderungen zurück, die ab 1750 der Architekt Luigi Vanvitelli vornahm. Er war der Sohn des nach Rom ausgewanderten niederländischen Malers Gaspar von Wittel. Von Vanvitelli stammen die acht Säulen in der Mittelachse, die den riesigen Granitsäulen täuschend ähnlich sehen, tatsächlich aber gemauert sind und mit Stuck und Farbe bearbeitet wurden. Sie sollen ein Gegengewicht zur dominierenden Querrichtung bilden. Auch ließ Vanvitelli Wandpilaster (Halbsäulen) anbringen und ein umlaufendes Gebälk. Damit waren Platz und Rahmen für die übergroßen, dramatischen Gemälde geschaffen, die dem Besucher Szenen aus der Glaubensgeschichte nahebringen. Aus der großen Zahl der Werke seien vier herausgegriffen: Da ist aus dem späten 16. Jahrhundert die „Predigt des hl. Hieronymus“ von dem lombardischen Künstler Girolamo Muziano im rechten Flügel des Querschiffs und gegenüber im linken Flügel der von dem großen Maler aus Lucca, Pompeo Batoni, 1765 gemalte „Fall des Simon Magus“. Im Presbyterium, rechte Seite, ist das in der Technik Öl auf Stein geschaffene Werk „Martyrium des hl. Sebastian“ des Barockmalers Domenichino zu bewundern und gegenüber auf der linken Seite „Die Taufe Jesu“ aus dem Jahr 1697, ein Werk von Carlo Maratta, der auch die Bruno-Kapelle gestaltete und 1713 in der ersten rechten Nische des Vestibüls (Tepidarium) beigesetzt wurde. Die beiden letztgenannten Gemälde und einige andere waren ursprünglich im Petersdom ausgestellt, wurden aber wegen der dort herrschenden Feuchtigkeit auf Veranlassung von Papst Benedikt XIII. in die Santa Maria degli Angeli verbracht.
Den Abschluss des rechten Querschiffs bildet die Kapelle des seligen Niccolò Albergati, eines Kartäuserpaters und Kardinals, der 1744 selig gesprochen wurde. Gegenüber, am Ende des linken Querschiffs, liegt die prunkvoll ausgestattete Bruno-Kapelle, um 1700 errichtet zu Ehren des Gründers des Kartäuserordens.
Den rechten Arm des Querschiffs durchquert der berühmte Meridian, die „Linea Clementina“, eine Sonnenuhr, die Papst Clemens XI. für das Heilige Jahr 1700 beim Astronomen und Mathematiker Francesco Bianchini in Auftrag gab. 45 m lang ist der aus Bronze gefertigte Meridian. Er wird von gelb-weißem Marmor eingefasst und ist von Tierkreiszeichen umgeben. An ihm entlang wanderte der Sonnenstrahl, der durch eine kleine Öffnung hoch oben in der Wand in den Raum fiel und Auskunft gab über die Zuverlässigkeit des damals noch umstrittenen Gregorianischen Kalenders und – besonders wichtig – mit ihm konnte die Frühjahrs-Tagundnachtgleiche ermittelt werden, von der die Terminierung des Osterfestes abhing.