Al final, el proyecto fue confiado al hermano-arquitecto Guarino Guarini quien, abandonando París en 1666, se detuvo en la capital de Saboya y en 1667 se hizo cargo de la Capilla, adoptando el proyecto en forma redonda previamente elaborado por Bernardino Quadri, que y alcanzaba el primer nivel, coincidiendo con la sala del templo.

En cualquier caso, Guarini modificó algunas estructuras, sobre todo para reforzar los muros que habían despertado la aprensión debido a su esbeltez y, por lo tanto, la estrechez de toda la parte sobre el primer nivel; además, revolucionó completamente el resto de la Capilla, sobre todo la cúpula, para aligerarla y darle el impulso ascendente que los Saboya solicitaron.

Entre las costillas se muestran líneas suavemente orientalizantes que dibujan numerosas aberturas en semicírculo, hasta la parte terminal de la cúpula, un pequeño tambor circular con ventanas y prolongado con una estructura de telescopio (extraña al diseño original, que preveía una cúspide en espiral).

La cúpula está diseñada para parecer más alta, gracias a una ilusión óptica.

El pavimento presenta un diseño en mármol blanco y negro que enfatiza la importancia del altar, mientras gruesas estrellas de bronce incrustadas en el mármol blanco reflejan la luz que viene de lo alto.