Bei der neuen Sakristei handelt es sich um einen kleineren, von Michelangelo gestalteten, Raum. Auftraggeber war der Papst Leo X. Er wollte seine Vorfahren in einer Kapelle ehren: den Vater Lorenzo und seinen Onkel Giuliano. 

Bei diesen Namen ist zu beachten, dass man früher Vornamen zu Ehren anderer Familienmitglieder erneut vergeben hatte, so dass man beispielsweise auf den Namen "Lorenzo" bei den Medici häufiger trifft. Gemeint sind hier der Herzog von Nemours (Guiliano) und den Herzog von Urbino (Lorenzo). Diese Namen tauchen in der Sakristei jeweils zweimal auf. Verwirklicht wurde die Sakristei dann vom Medici-Papst Clemens VII. um 1520, Michelangelo wurde beauftragt. Insgesamt arbeitete er ca. 14 Jahre an der Kapelle. Politischer Unruhen führten dazu, dass Michelangelo nach Rom ging. 

Fertiggestellt wurde die Kapelle schließlich von Giorgio Vasari und Bartolomeo Ammannati. Es handelt sich um einen kubusförmigen Raum mit einer Kuppel, Michelangelo hielt sich an den Maßen Brunelleschis. Ebenso wie in der Bibliothek Laurenziana ist die Architektur geprägt von einem Bildhauer. Wandpfeiler, Gesimse, Fenster mit dreieckigem Tympanon von Michelangelo setzen dem Raum etwas entgegen, der diesem dadurch die Spannung verleiht. 

Die beiden Herzöge sind in den prächtigen Grabmälern an den Seitenwänden vom Altar aus betrachtet begraben. Gegenüber dem Altar befindet sich ein einfacherer Sockel ohne aufwändige Wandverkleidung als Grab für Lorenzo de Medici (dem Prächtigen) und seinem Bruder Guiliano.