復原期間，專家使用了拉斐爾的頭骨石膏模型和專門的計算機程序。這個石膏模型是1833年挖掘拉斐爾遺體期間製作的。
幾個世紀以來一直有猜測認為，這個頭骨可能不是拉斐爾，因為他的部分學生後來被埋在他身邊。但是，羅馬第二大學（Tor Vergata University of Rome）分子生物學家馬蒂亞·法爾科尼（Mattia Falconi）教授認為，研究表明這個頭骨屬於拉斐爾的概率大約是85％，因為這個頭骨與拉斐爾的大多數肖像畫和自畫像相似。
法爾科尼教授表示：“通過3D建模，可以看出肖像畫中的眼睛和嘴巴是他的，但是顯然拉斐爾對自己的鷹鈎鼻不太滿意，因此他把自己的鼻子畫得平。我們還弄清楚拉斐爾經常把自己畫得年輕，這個模型讓我們可以看到他的真實樣貌。”
拉斐爾·桑西1520年在羅馬去世，享年37歲，死因可能是肺炎。