Wren ficou impressionado quando viu a cúpula de Michelangelo na Basílica de São Pedro e a Igreja do Val-de-Grâce de Mansart. Ao contrário das cúpulas de São Pedro e Val-de-Grâce, a cúpula de São Paulo se eleva em dois andares claramente definidos de alvenaria, totalizando cerca de 95 pés quando combinada com uma base inferior sem adornos. A estrutura de três cúpulas permite que a cúpula interna se eleve proporcionalmente à arquitetura e, ao mesmo tempo, pareça maciça e magnífica do lado de fora. O peristilo sustenta a cúpula interna e o cone de tijolos que se eleva no interior para apoiar a lanterna.