Справедливости ради следует признать, что зритель, оказывающийся в Станце делла Сеньятура, менее всего интересуется идеологической подоплёкой «Диспута» и скорее обратит внимание на противоположную стену с фреской «Афинская школа», которая поражает богатством колорита и полна движения запечатлённых на ней персонажей. Если в «Диспуте» монументальная торжественность и покой, то здесь шумная разноголосица, напоминающая расшалившихся школяров на переменке.
В отличие от «Диспута» фреска «Афинская школа» — это подлинный триумф философии, где свободно сосуществуют самые различные точки зрения и философские школы. Есть предположение, что прежде чем приступить к написанию фрески, Рафаэль поинтересовался мнением Ариосто, которого лично не знал, но высоко ценил как поэта, чтобы выяснить, кого из мыслителей следует отобразить. Ещё будучи во Флоренции, он немало был наслышан о Платоновской академии и запомнил девиз одного из её учредителей Лоренцо Великолепного:
Над огромной фреской на своде люнета с аллегорической фигурой Философии помещены слова из «Топики» Цицерона:
Рафаэль как-то услышал от друзей-эрудитов, что философ Пьетро Помпонацци, ревностный приверженец аристотелизма, недавно на лекции в Болонском университете высказал мысль, вызвавшую возмущение местного епископата. Обращаясь к студентам, профессор заявил: «В философии всякому, кто стремится к постижению истины, подобает быть еретиком». Позднее его труд
Не исключено, что призыв к «ереси» был услышан тогда августинским монахом Мартином Лютером, ровесником Рафаэля, объявившимся в 1510 году в Риме, куда он пришёл из Германии пешком, как и положено правоверному паломнику. На первых порах Лютер пользовался полным доверием предводителя августинского ордена Эджидио да Витербо, пока не порвал отношения со своим наставником и не предал его.
Духом свободы взглядов пронизана огромная фреска «Афинская школа». Вероятно, приставленные советники подпали под обаяние личности Рафаэля и предоставили ему полную самостоятельность при трактовании философской темы, поражённые его мастерством живописца. Кроме того, последний визит Юлия II в Станцу делла Сеньятура окончательно их убедил, что папа более чем удовлетворён ходом работ и полностью доверял художнику.
Всё пространство фрески композиционно ограничено передним планом со ступенями и широкой площадкой перед античным капищем, но вопреки названию не в афинском, а в древнеримском стиле. Величаво вздымающиеся друг над другом мощные арки создают ощущение движения. Но в отличие от предыдущей фрески они, наоборот, нарастают из глубины к зрителю. Не это ли имел в виду философ и богослов П. А. Флоренский, говоря об «обратной перспективе» в русской иконографии?
Величественная архитектура, изображённая на фреске, воспроизводит интерьер строящегося собора Святого Петра по проекту Браманте. Мощные пилоны и распахнутые над ними кессонированные своды, парусные системы — всё отмечено характерными чертами архитектуры Высокого Возрождения с её монументальностью, строгостью, лаконизмом форм и знанием Античности, которую Рафаэль педантично изучал. В боковых нишах установлены статуи Аполлона с лирой и Минервы с изображением горгоны Медузы на щите. Вся верхняя площадка над лестницей занята беседующими или что-то доказывающими друг другу учёными всех возрастов.
В центре из последней арки на фоне неба с грядой облаков, гонимых ветром в сторону зрителя, появляются два признанных столпа философии — Платон и Аристотель, которые продолжают начатый между собой разговор. Но ведут они себя по-разному: первый обратил перст вверх к Создателю всего сущего, а второй, не соглашаясь с ним, жестом указывает на прародительницу Землю; один бос — другой обут. Таким образом, всей картине задан тон этими признанными властителями дум, отстаивающими различные точки зрения. Приветствуемые учениками, оба направляются к ступеням лестницы, чтобы приступить к дискуссии, а к ней готовы и стар и млад, в том числе и вовлекаемые в неё стоящие перед фреской зрители, пытающиеся поближе разглядеть и узнать великих мыслителей Античности.