Станца делла Сеньятура (Stanza della Segnatura) была папским рабочим кабинетом, и здесь же подписывались папские указы. Это первая из станц, расписанных Рафаэлем (1508—1511 гг.). Тема росписи — духовная деятельность человека. Фрески представляют четыре ее области: «Афинская школа» — философию, «Диспута» — богословие, «Парнас» — поэзию, а «Мудрость, умеренность и сила» — правосудие.
Лучшей из всех фресок в станцах единодушно признается «Афинская школа» — одно из величайших творений ренессансного искусства в целом и Рафаэля в частности. В центре композиции — фигуры Аристотеля и Платона. Платон (в красном плаще и с чертами Леонардо да Винчи) воздевает руку к небу — в знак того, что мир идей обретается в горних пределах; Аристотель (в синем плаще) указывает рукой вниз — в знак того, что мир идей связан с земным опытом. На фреске представлены и другие великие философы: Сократ (слева от Платона), Диоген (лежит на ступенях лестницы), а на переднем плане внизу — Пифагор в окружении учеников (слева), Гераклит, сидящий в глубокой задумчивости почти в центре (с чертами лица Микеланджело), Евклид, нагнувшийся, с циркулем в руках (с чертами лица Браманте), Птолемей и Зороастр (справа), с которыми беседуют двое юношей (один из них с чертами лица самого Рафаэля, другой — живописца Содомы, начинавшего до Рафаэля работать в этой станце). По замыслу мастера, проникнутому идеями христианского неоплатонизма, подобное сходство должно было символизировать воздействие и глубинное родство античной философии и и новой теологии. Подпись Рафаэля (RSVM) — у ворота его одеяния.
Фреска «Диспута» — это не столько беседа о таинстве причастия, сколько прославление и триумф церкви. Вверху, на небесах, изображен Бог-отец, под ним — Христос с Богоматерью и Иоанном Крестителем, ниже — голубь, символ Святого Духа, восседающие на облаках апостолы. Внизу, на земле, представлены отцы церкви, папы, священнослужители, верующие, среди которых можно увидеть Данте, Савонаролу и художника монаха Фра Беато Анджелико. Фреска отличается удивительным композиционным единством и гармонией.
«Парнас». В центре — Аполлон, вокруг него девять муз и поэты, как античные, так и эпохи Возрождения. Слева изображены слепой Гомер, Вергилий, Данте, Петрарка, Анакреонт, Сапфо, справа — Теренций, Ариосто, Овидий, Гораций.