Le plafond est la partie la plus célèbre de la Chapelle Sixtine, et plusieurs milliers de visiteurs vont la voir. En 1505, le pape Jules II a demandé à Michel-Ange de peindre le plafond. Michel-Ange était un sculpteur célèbre. Il ne voulait pas être peintre. Trois ans plus tard, il a accepté de peindre le plafond. Il a travaillé de 1508 à 1511, debout sur une haute plate-forme, les bras tendus au-dessus de sa tête. (Bien que certaines personnes pensent qu'il s'est allongé pour peindre, ce n'est pas vrai.) Comme il peignait sur du plâtre humide, l'odeur et la chaleur étaient terribles. Il a écrit un poème sur sa maladie.
Au centre du plafond sont peintes neuf images qui racontent des histoires du livre de la Genèse dans l'Ancien Testament de la Bible. Les histoires commencent par trois images de Dieu faisant la lumière, faisant la Terre, le Soleil et la Lune, et faisant la Mer et le Ciel.
Les trois images suivantes racontent l'histoire du premier homme et de la première femme, Adam et Eve. Dans la première scène, Dieu vient de créer Adam. Il tend la main et touche son doigt pour lui donner la Vie.
Dans l'image suivante, Adam dort et Dieu fait Eve à partir d'une des côtes d'Adam.
Dans la troisième image, il y a deux scènes. Adam et Eve sont trompés par le diable pour manger des fruits de l'arbre qu'on leur a dit de ne pas toucher. Dans l'autre scène, un ange les chasse du jardin d'Éden de Dieu. Cette histoire raconte comment le péché est venu dans le monde.
Les trois dernières photos concernent l'Arche de Noé. Elles parlent d'un monde triste et pécheur. À cause du péché et de la méchanceté des hommes, Dieu envoie un déluge. Seuls Noé et sa famille s'échappent dans le grand bateau qu'ils construisent. Lorsque le déluge est terminé, ils construisent un autel et tuent un mouton en sacrifice à Dieu. Mais alors, Noé cultive des vignes, fait du vin et s'enivre. Un de ses fils voit Noé étendu nu et se moque de son père. Noé a honte et maudit son fils. Ces histoires montrent comment les gens continuent d'agir de la mauvaise manière, même lorsqu'ils ont une seconde chance.
Tout autour du mur, Michel-Ange a peint douze grandes figures de sages. Ce sont les prophètes et les sibylles qui ont dit aux gens que Dieu enverrait Jésus-Christ pour les sauver du péché.
Le plafond est également peint de 20 beaux jeunes hommes appelés les ignudi. Personne ne sait vraiment ce qu'ils sont, mais ce sont peut-être des anges.
Quand le plafond a finalement été découvert, tout le monde a été stupéfait. Giorgio Vasari, qui a écrit l'histoire de la vie de Michel-Ange, dit que des centaines de personnes sont venues chaque jour pour le regarder et le fixer.