L'ambiente prende il nome dal più alto tribunale della Santa Sede, la "Segnatura Gratiae et Iustitiae" (Segnatura di Grazia e Giustizia), presieduto dal pontefice. A giudicare dai temi degli affreschi nonché da testimonianze relative all'appellativo di biblioteca superiore in uso sotto il pontificato del Della Rovere, si suppone che la stanza dovesse essere destinata a servire da studio e biblioteca di Giulio II; in ogni caso subito dopo il termine dei lavori è documentato l'uso che le ha dato il nome e sin dal 1513 il maestro delle cerimonie apostoliche Paride Grassi designa la stanza con il nome che detiene ancora oggi.
La decisione del papa di trasferirsi in questi ambienti al piano superiore del Palazzo Apostolico risale al 26 novembre 1507 ed era legata al suo rifiuto di utilizzare gli spazi dell'Appartamento Borgia decorati da Pinturicchio, poiché non voleva essere circondato dalle memorie del suo deprecato predecessore, Alessandro VI.
Inizialmente, Giulio II affida la decorazione dei nuovi ambienti ad un gruppo scelto di artisti, vale a dire Luca Signorelli, il Perugino, Jacopo Ripanda, il Bramantino, Baldino Baldinelli, Cesare da Sesto, il Sodoma, Lorenzo Lotto e Baldassarre Peruzzi. Raffaello, chiamato verosimilmente dal Bramante, architetto della Fabbrica di San Pietro, lasciò Firenze per Roma nell'estate 1508 e integrò il gruppo affiancando «presumibilmente» il Sodoma negli ultimi mesi del 1508. Forse su consiglio dello stesso Bramante e del Pinturicchio, nel 1509 Giulio II maturò la decisione di affidare l'intero progetto decorativo all'artista urbinate non esitando a distruggere tutte le decorazioni precedenti, sia quelle recenti che quelle quattrocentesche, tra cui figuravano affreschi di Piero della Francesca e Bartolomeo della Gatta.
La decorazione raffaellesca si avviò proprio dalla Stanza della Segnatura, nell'ottobre del 1508 ed i lavori vennero conclusi in tre anni, nel 1511, come testimoniano l'iscrizione sul Parnaso e quella sull'architrave della finestra sottostante la lunetta delle Virtù.
La decorazione, come di consueto nei cicli di affreschi, iniziò dalla volta, che poteva dirsi conclusa nel 1508; seguì la Disputa del Sacramento (1509), la Scuola di Atene (1509-1510), il Parnaso (1510-1511) e le Virtù (1511). Di attribuzione incerta sono i quattro monocromi ai lati delle due finestre, ma sicuramente su disegno del Sanzio. Al tempo di Paolo III i pannelli lignei intarsiati del registro inferiore vennero sostituiti con monocromi di Perin del Vaga. Durante la Repubblica Romana instaurata dai giacobini e successivamente nel periodo napoleonico, i francesi elaborarono alcuni piani per staccare gli affreschi e renderli portabili. In fatti, venne espressero il desiderio di rimuovere gli affreschi di Raffaello dalle pareti delle Stanze Vaticane e inviarli in Francia, tra gli oggetti spediti al Musee Napoleon delle spoliazioni napoleoniche, ma questi non vennero mai realizzati a causa delle difficoltà tecniche e i tentativi falliti e disastrosi dei francesi presso la chiesa di San Luigi dei Francesi a Roma.
gli affreschi alle pareti
Disputa del Sacramento
Il titolo tradizionale dell'affresco deriva da un'erronea interpretazione settecentesca di un passo vasariano; "disputa", cioè "discussione", presupporrebbe una divergenza o contrasto tra coloro che discutono, seppure dalle espressioni e dalle movenze dei personaggi Raffaello volle far trasparire un interesse vivo e un trasporto nel discutere circa il grande mistero cristiano dell'eucaristia.
Più appropriato sarebbe quello di Trionfo dell'eucaristia o Trionfo della Chiesa. Su due registri sono infatti raffigurate la Chiesa militante, nella parte inferiore, e la Chiesa trionfante, in quella superiore. Il dipinto è dedicato quindi alla teologia, disciplina attraverso la quale l'anima può arrivare alla verità nel campo della fede.
Virtù e la Legge
L'affresco delle Virtù fu l'ultimo ad essere completato nella Stanza della Segnatura, probabilmente entro il 1511 come farebbe pensare l'iscrizione sullo sguancio della finestra: JVLIVS. II. LIGVR. PONT. MAX. AN. CHRIS. MDXI. PONTIFICAT. SVI. VIII.. La parete sud, che doveva essere dedicata alla giurisprudenza e chiudere i richiami alle categorie del sapere (con la teologia, la filosofia e la poesia degli altri affreschi), aveva una forma particolarmente irregolare per la presenza di un'alta apertura al centro. Durante la Repubblica Romana instaurata dai giacobini e successivamente nel periodo napoleonico, i francesi elaborarono alcuni piani per staccare gli affreschi e renderli portabili. Infatti, espressero il desiderio di rimuovere gli affreschi di Raffaello dalle pareti delle Stanze Vaticane e inviarli in Francia, tra gli oggetti spediti al Musée Napoléon delle spoliazioni napoleoniche, ma questi non vennero mai realizzati a causa delle difficoltà tecniche e i tentativi falliti e disastrosi dei francesi presso la chiesa di San Luigi dei Francesi a Roma.
Scuola di Atene
La Scuola di Atene è un affresco che celebra la ricerca razionale, a differenza della Disputa che esalta la verità rivelata. L'opera rappresenta una scena immaginaria all'interno di un edificio classico, perfettamente rappresentato in prospettiva e incorniciato da un arco dipinto.
Le figure dei più celebri filosofi e matematici dell'antichità sono disposte su due piani, separati da una larga scalinata che attraversa l'intera scena. La coppia centrale di figure che conversano è identificata in Platone e Aristotele, attorno ai quali si trovano numerosi altri pensatori. In primo piano sulla sinistra è presente un gruppo autonomo di filosofi interessati alla conoscenza della natura e dei fenomeni celesti. Un altro gruppo, di difficile identificazione, è disposto in modo simmetrico al primo e contiene una figura che potrebbe essere Euclide o Archimede.
Complessivamente, la Scuola di Atene rappresenta un'immagine iconica della ricerca filosofica e scientifica dell'antichità, con tutte le sue sfaccettature e i suoi rappresentanti più importanti, immersi in un ambiente classico e perfettamente reso in prospettiva.
Parnaso
Dopo aver completato la volta, la Disputa del Sacramento e la Scuola di Atene, Raffaello e i suoi assistenti si dedicarono alla decorazione della parete nord della Stanza della Segnatura, dedicata alla poesia, nel 1510 o, tutt'al più, dalla fine del 1509.
La parete presentava maggiori difficoltà, poiché la superficie da decorare era spezzata dalla presenza di una finestra (apertura 305 cm). Per questo Raffaello creò una composizione irregolare, con alla base due raffigurazioni a monocromo legate al tema del patrocinio della letteratura: Augusto impedisce agli esecutori testamentari di Virgilio di bruciare l'Eneide (base 185 cm) e Alessandro il Grande fa riporre i poemi omerici in un prezioso scrigno di Dario (base 180 cm), dipinti probabilmente dai suoi collaboratore su suo disegno.
Nello sguancio della finestra si legge "JVLIVS II. LIGVR. PONT. MAX. ANN. CHRIST. MDXI. PONTIFICAT. SVI. VIII", che può riferirsi all'anno di completamento dell'affresco o, più probabilmente, dell'intera stanza.