Вскоре Рафаэль написал их двойной портрет (Рим, галерея Дория Памфили). Это был неофициальный портрет, за его написание он взялся из чисто дружеских побуждений, работа выполнена маслом на холсте. Поразительны резкий поворот головы Наваджеро с выделяющейся на тёмном фоне бычьей шеей и пристальный взгляд через плечо. Всё в нём говорит о натуре волевой и деятельной. Прямой противоположностью ему является его друг Беаццано с мягкими чертами лица и добрым взглядом. Работа отмечена благородной простотой исполнения, сдержанностью и тонкой психологической проникновенностью в суть двух учёных-филологов. И в дальнейшем при написании портретов друзей Рафаэль будет использовать холст и масло, что давало ему большую свободу для самовыражения.

Увлекшись новым назначением, Рафаэль принимал участие в некоторых раскопках, открыв для себя свой Рим, который являлся для него великим источником вдохновения, жизнеутверждения и любви. Наблюдавший однажды, с каким рвением Рафаэль руководил раскопками в термах Каракаллы и форума Траяна, один из ватиканских придворных, ставший личным секретарём папы, уже упоминавшийся Филипп Бероальдо разразился по такому поводу виршами — рифмоплётство в ту пору было повальным поветрием:

Неправ стихоплёт в сутане, и Рафаэлю многое оказалось тогда под силу. Он спас от варварского разрушения немало античных построек и элементов архитектурного декора, безжалостно уничтожаемых ради получения извести из мрамора. В известном письме папе Льву X, авторство которого подвергается сомнению, Рафаэль с болью пишет: «Рим, который теперь мы видим, при всей его обширности столь красивый и украшенный дворцами, церквями и прочими зданиями, весь целиком сложен на извести, добытой из античных мраморов… столько колонн испорчено, разбито пополам, столько архитравов и прекрасных фризов перебито на куски, что было бы преступно в наши дни это поддерживать. Поистине можно утверждать, что Ганнибал был куда милостивее других!» Осторожный Рафаэль остерёгся назвать имена этих «других» из ближнего папского окружения, которые строили себе дворцы и загородные виллы.

Форум и Колизей рассматривались ими как естественные каменоломни под рукой для дешёвой добычи мрамора, гранита, травертина, известняка. А сколько бесценных мраморных изваяний было превращено в известь! По всей вероятности, это послание — крик души — на нескольких страницах, в котором Льву X возносится хвала как мудрому ценителю прекрасного, было написано совместно с ловким льстецом и царедворцем Кастильоне. Да и сам стиль письма говорит об этом, а в одном из абзацев послания дважды промелькнуло местоимение «мы».

Производя инспекцию памятников Античности, Рафаэль составил топографическую карту Рима с нанесением на ней в перспективе зданий, арок, башен, колонн и других архитектурных элементов. До нас не дошли его рисунки восстановленных античных памятников, но сохранилось немало свидетельств современников. Вот что об этом писал видный учёный и папский нунций Челио Кальканьини своему другу философу Якобу Циглеру: «Как архитектор Рафаэль неутомим и неистощим в изобретении того, перед чем остановился бы величайший гений! Он досконально изучил Витрувия и способен на основании самых точных доказательств защищать его положения… Я скажу о том достойном удивления деле, которым он теперь занят и которое может показаться невероятным потомкам. Рафаэль восстанавливает на наших глазах древний Рим в его прежнем облике, во всей его античной красоте и в самых точных размерах, основывая свои работы на тщательных изысканиях, раскопках, измерениях фундаментов и снятых с руин планов; всё это подтверждается сведениями из Витрувия. Папа и весь Рим пришли в восторг, видя в Рафаэле ниспосланного небом божественного творца, способного вернуть Риму его былую красоту и величие».

Большую помощь в изучении истории и археологии Рима Рафаэлю оказал друг Томмазо Ингирами, обладавший энциклопедическими знаниями.