Även inom skulpturen har han utövat stort inflytande, och den franske skulptören Germain Pilon ansluter helt till hans stil. Under en resa i Italien inköpte han för franske kungens räkning dels antika originalskulpturer, dels gipsavgjutningar efter berömda klassiska skulpturer, vilka användes för gjutande av präktiga bronser. Han skyddades mot Benvenuto Cellinis intriger av Anne de Pisseleu d'Heilly.
År 1559 blev han överintendent för de kungliga byggnaderna. Som en sann renässanskonstnär sysslade Primaticcio även med dekorationsmåleri, skapande av konstindustriella förlagor, guldsmide, möbeldesign, ornamentering, porträttmåleri med mera.
