La liberación de San Pedro es una escena nocturna. En esta pintura Rafael utiliza menos colores que en los restantes frescos de la Estancia; sin embargo, domina toda la escala de luces y los sutiles matices de color. En este fresco, Rafael revoluciona su estilo y nos deja otra obra maestra contraponiendo a la luz divina que resplandece en el ángel enviado por Dios a Pedro, no sólo la luz del alba que está llegando, y la de la luna, sino también la de las antorchas y los reflejos de todas las fuentes luminosas en las resplandecientes armaduras de los soldados de la guardia, así como la luz natural que entra por la ventana. El artista domina toda la gama de estas luces y las sutiles vibraciones del color. También el número de figuras utilizadas es menor, pero éstas son grandes y monumentales. Sus gestos patéticos son reacciones a la luz divina. La simetría 
total de la composición, a la que casi parece que el espectador puede acceder subiendo las escaleras situadas a ambos lados de la ventana, la rompe Rafael, en primer lugar, mediante una desigual repartición de las luces, y, en segundo lugar, mediante una acentuación distinta de la acción que se ilustra en la pintura, correspondiente a dos momentos de los Hechos de los Apóstoles (12, 6-11). En el centro aparece representada la liberación de San Pedro por parte del ángel propiamente dicha y, en la mitad derecha, la salida del apóstol de la prisión gracias al enviado divino. Pedro cree primero que se trata de una visión, para, más tarde, cuando el ángel ya lo ha abandonado, darse cuenta que era real. La obra no es totalmente autógrafa. Poco a poco, Rafael va dejando mayor libertad a sus alumnos.
Rafael realizó una especie de tríptico en la pared de la ventana, destinada a acoger el episodio y para cada división ideó una fuente luminosa. Una poderosa y pesada estructura arquitectónica organiza el escenario, permitiéndole distribuir las diferentes partes de la narración en los tres espacios resultantes. Las amplias escalinatas de los laterales magnifican y enfatizan el espacio central, ocupado por la cárcel, cuyas rejas pintadas al 
contraluz dejan ver la escena representada en él. Un ángel resplandeciente con un halo de vivida luz, «golpeando a Pedro en el costado» trata de despertarle, atado como está a las cadenas. En el centro se ve la entrada del ángel en la prisión. Esta luz deslumbrante da un efecto óptico eminente a los barrotes negros de la cárcel y transforma a los dos soldados armados en maniquíes inmóviles de acero y hechizados por el milagro. A la derecha, un San Pedro soñador que sale de la cárcel. El ángel portador de luz lo acompaña y le muestra el camino. Los soldados agotados por el sueño y tirados por el suelo, en aquel suave resplandor, en la oscuridad y en el desconcierto de la noche, adoptan posiciones amenazadoras, convirtiéndose en evocaciones surrealistas. A la Izquierda se ve el célebre nocturno con la luna como protagonista, ocultada en parte entre las nubes, 
alta en el cielo indefinido de una noche que escapa hacía el amanecer, a las afueras de Roma. Los soldados de guardia en la cárcel dándose cuenta de la invasión del ángel y del milagro realizado, se mueven nerviosos y atemorizados. Sus armaduras relucen por la luz de la luna, iluminadas por la antorcha que tiene en mano uno de los soldados y tocada por el resplandor que emerge de la prisión visitada por el ángel.
Este juego de luces es la contrapartida al movimiento desarrollado en la Expulsión de Heliodoro. En la fuerte expresividad de este claroscuro ya está implícito el riesgo de subversión del principio clásico mantenido hasta ahora y que anuncia el estilo último del maestro. El fresco debió de estar acabado en 1514, ya muerto Julio II.
Antes de Caravagglo, antes de La ronda de noche de Rembrandt, antes del Tres de Mayo de Goya, en la historia de la pintura universal existe la noche de la luna que, en 1512 (o 1513), Rafael pintó en la Estancia de Heliodoro de los Palacios Vaticanos. En la historia de la pintura de los contrastes luminosos, la luz pintada por Rafael en La liberación de San Pedro 
constituye un absoluto momento de esplendor. El sueño de Constantino de Piero della Francesca en S. Francesco en Arezzo se considera, con razón, como un antecedente; sin embargo, la fuerza luminosa del fresco de Rafel supera con creces al antiguo maestro. Sólo en otra ocasión la luz divina ha sido representada por un pintor con la radiante luminosidad de la Estancia de Heliodoro: por Matthias Grünewald en la Resurrección de Cristo en su altar de Isenheim (1512-1516). Es una curiosa coincidencia que ambos artistas pintaran sus obras maestras casi en el mismo año: Rafael, el reflejo de la luz divina en su ángel; Grünewald, la propia luz divina en su Cristo resucitado.
