Borromini var sammen med Bernini og Pietro di Cortona den ledende arkitekt i den Romerske Barok.

Han var nevø af arkitekten Carlo Maderno, som i 1604 fik ansvaret for ombygningen af Kirken Santa Lucia in Selci på Colle Oppio, og da Borromini i 1614 kom til Rom fra fødeegnen ved Luganosøen, kom han til at arbejde under sin onkel i denne kirke. I 1637 fik han selv til opgave at restaurere kirken, som nu fik udvidet koret, og han tegnede det smukke gitter over højalteret samt et til det kapel, som priorinden Clarice Vittoria Landi bestilte. Man mener, at alteret herinde er et af Borromini's tidligste arbejder, og kirken besøges specielt af kunsthistorikere på grund af dette.

Han arbejdede også under Maderno på Peterskirken og efter dennes død i 1629 fortsatte han arbejdet med baldakinen under Bernini, som også brugte ham til opførelsen af Palazzo Barberini.

I 1634 fik han sin første store selvstændige opgave med opførelsen af klosteret San Carlo alle Quattro Fontane til den spanske Trinitarorden, som 4 år senere også lod ham tegne den lille kirke, som skulle bygges ved klosteret. Borrominis nevø Bernardo arbejdede senere videre på kirken.

Borrominis kunst var epokegørende anderledes end hvad man ellers havde set i Rom og han tilsidesatte de tidligere vedtagne principper og arbejdede geometrisk og plastisk modsat Renæssancens humanistisk motiverede arkitektur. Også af natur var han helt modsat Bernini's udadvendte og åbne personlighed. Borromini var indelukket og melankolsk og hans vanskelige sind skabte ham mange problemer og førte til hans selvmord i 1667.

I Rom kan man se følgende af hans værker:

Collegio di Propaganda Fide: kirken fra 1662 er af Borromini. I 1644 blev Borromini udnævnt til hovedarkitekt ved Congregazione della Propaganda Fide og han tegnede da Kirken Chiesa dei Re Magi og den nye facade ud mod Via di Propaganda Fide. Begge dele stod færdige i 1665.

Collegio Innocenziano på Piazza Navona er tegnet af Borromini.

Oratorio dei Filippini: blev påbegyndt af Borromini i 1640. Facaden og det indre skyldes Borromini (bemærk især trappen, en oval sal og 2 meget smukke indre gårde).

Palazzo Barberini: Borromini arbejdede her under Bernini. Man mener, at de specielle gavlfelter over vinduerne i øverste etage og den ovale, udvendige trappe er af Borromini.

Palazzo Carpegna: blev udvidet af Borromini i 1640.

Palazzo Falconieri: ombygget af Borromini i årene efter 1645.

Palazzo Giustiniani: påbegyndt af Giovanni Fontana og fuldført af Borromini i 1651.

Palazzo Pamphili: galleriet er af Borromini.

Palazzo Spada: muren ud mod Piazza Capo di Ferro er opført i 1635 antagelig efter tegning af Borromini. Galleria Spada med det falske perspektiv er også af Borromini opført under en restaurering af palæet.

Piazza Sant'Eustachio med Palazzo della Sapienza er tegnet af Borromini.

Sant'Agnese in Agone: opført af Girolamo Rainaldi og Carlo Rainaldi, men fuldført af Borromini i 1657. Facaden er af Borromini fra årene 1653-55. Kuplen, tvillingetårnene og den indre udsmykning er ligeledes af Borromini.

Sant'Andrea delle Fratte: det ydre af apsis, kuppel og tårn er af Borromini i 1653, da han fuldførte en tidligere påbegyndt ombygning.

San Carlo alle Quattro Fontane: Klosteret påbegyndte Borromini i 1634 og dette er hans første store selvstændige bygningsværk. Kirken San Carlino er Borromini's sidste værk, den påbegyndtes i 1637 og facaden stod stadig ufuldført ved hans død i 1667. I et lille rum ved sakristiet hænger et portræt af Borromini iført Trinitarordenens kors. I krypten er der et kapel for Borromini.

Santa Croce in Gerusalemme: hvor Borrominis indflydelse se i narthex.

San Giovanni dei Fiorentini: højalteret er af Borromini ligesom Cappella Falconieri i kirkens krypt. Borromini ligger begravet i denne kirke.

San Giovanni in Laterano: restaureret og radikalt ombygget af Borromini, da den i 1646 stod i fare for at styrte sammen. Mange af gravmælerne og monumenterne er udformet og "indrammet" af Borromini.

San Giovanni in Oleo (nu San Giovanni a Porta Latina): dekoreret af Borromini såvel indvendig som udvendig (1658).

San Girolamo della Carità: Cappella Spada er et af Borrominis sidste arbejder.

Sant'Ivo alla Sapienza: opført i årene 1642-60 af Borromini og anses for et af hans hovedværker.

Santa Lucia in Selci: Borriminis første selvstændige værk er alteret i denne kirke, som han også restaurerede i 1637.

Santa Maria dei Sette Dolori: tegnet af Borromini, 1650-1662.

Santa Maria in Vallicella: kapellet for San Filippo Neri ved siden af kirken samt klosteret er påbegyndt af Borromini i 1637.

San Pietro in Montorio: Jerngitteret i kapellet (Il Tempietto) er af Borromini.

San Pietro in Vaticano: Borromini arbejdede under Bernini på baldakinen.

Torre dell'Orologio: det lille klokketårn på Oratorio dei Filippini's Kloster er af Borromini fra 1647-1648.

Villa Massimo al Laterano, tidligere Villa Giustiniani, i Via Matteo Boiardi.