งานสำคัญชิ้นแรกที่บอร์โรมีนีได้รับจ้างคือการบูรณะภายในวัดซานการ์ลีโน และวัดซานการ์โลอัลเลกวัตโตรฟอนตาเน เมื่อ ค.ศ. 1634 ถึง ค.ศ. 1637 ด้านหน้าวัดก็ตกแต่งโดยบอร์โรมีนีแต่มาทำเมื่อบั้นปลายของชีวิต อาจจะเป็นได้ว่าสาเหตุที่บอร์โรมีนีเปลียนชื่อคงเป็นเพราะวัดนี้อุทิศให้นักบุญการ์โล บอร์โรเมโอ (San Carlo Borromeo)

บอร์โรมีนีเลี่ยงการใช้เส้นเรียบและรูปวงกลมง่าย ๆ แบบศิลปะคลาสสิกแต่จะใช้รูปไข่ที่โค้งบิดภายใต้โดมรูปไข่ ในรูปแบบกากบาทและรูปแปดเหลี่ยมภายใต้หลังคาสลักเสลา (coffered) ซึ่งทำให้สิ่งก่อสร้างมีลักษณะคล้ายตะเกียงที่เป็นแหล่งที่แสงส่องเข้ามาได้ในบริเวณภายในที่มืด[1] วัดที่ทำเป็นวัดที่เล็กเมื่อเทียบกับมหาวิหารเซนต์ปีเตอร์[2]

งานของบอร์โรมีนีชิ้นนี้เต็มไปด้วยวงโค้งเว้าและวงโค้งนูนที่เล่นกับทรงรูปไข่และทางเดินสู่แท่นบูชา[3][4] บอร์โรมีนี "ออกแบบกำแพงสานกันไปมาราวกับว่ากำแพงมิได้ทำด้วยหินแต่วัสดุที่ยืดหยุ่นเลื้อยไปตามที่ว่าง พร้อมกับเครื่องตกแต่งของคันของผนัง" (Trachtenberg & Hyman) การตกแต่งจะเป็นทรงเรขาคณิตมากกว่าจะประดิดประดอยอ่อนช้อยด้วยรูปปั้นตกแต่ง[5]กว่างานของแบร์นีนีที่วัดซานตันเดรอาอัลกวีรีนาเล (Sant'Andrea al Quirinale) ซึ่งอยู่ไม่ไกลกันนัก วัดซานตันเดรอาอัลกวีรีนาเลจะมีประติมากรรมแบบนาฏกรรมผสมผสานกับสถาปัตยกรรมในแบบที่เรียกกันว่า "bel composto" นาฏกรรมของวัดซานการ์ลีโนจะเป็นทรงเรขาคณิต ส่วนที่อ่อนช้อยจะอยู่ที่ด้านหน้าของวัดที่มาทำทีหลัง เมื่อ ค.ศ. 1662 ค.ศ. 1667[6]