In questo secolo i vetrai muranesi prediligono il vetro puro e trasparente, sul quale intervengono con differenti tecniche decorative. Un’alternativa al vetro bianco trasparente è data dal vetro bianco opaco o “lattimo”, che talvolta è decorato da smalti a caldo, ma più spesso viene impiegato in forma di lunghe e sottili canne incorporate in vario modo nel vetro incolore, dando luogo ai vetri filigranati, uno dei più originali tessuti vitrei dei vetrai muranesi rinascimentali.
Un altro tipo di decorazione usata dalla metà del Cinquecento in poi è l’incisione “a punta di diamante” o “a pietra focaia”, tale da graffiare appena la superficie secondo un disegno precedentemente tracciato. Questa decorazione, che si deve a Vincenzo di Angelo Dal Gallo, verso il 1534, fu usata per motivi floreali e animali di una estrema leggerezza che fanno apparire il cristallo su cui sono tracciati come avvolto da una trina.
Altra sorta di vetro tipico del Cinquecento è il cosiddetto vetro “ghiaccio”, caratterizzato da una superficie esterna rugosa e apparentemente screpolata, e quindi traslucida ma non trasparente, simile a quella del ghiaccio. Il ritorno alla decorazione pittorica è connotato dalla stesura, a freddo, del colore applicato sul rovescio degli oggetti in modo da sfruttare la trasparenza del vetro.
Verso la fine del secolo compaiono anche i vetri decorati “a penne”, ottenuti con la tecnica dell’avvolgimento di fili di lattimo, “pettinati” a festoni con uno speciale utensile.
Nella seconda metà del Cinquecento la forma dei prodotti muranesi tende ad abbandonare la precedente semplicità e funzionalità, ricercando una più complessa articolazione con l’aggiunta di elementi plastici ottenuti in vario modo con la lavorazione a pinza, il cui uso si accentuerà nel secolo successivo.
Nel XVI secolo la fama del vetro di Murano si diffonde in tutta Europa e cominciano le prime emigrazioni di maestri chiamati a lavorare in vetrerie straniere, soprattutto nei Paesi Bassi, in Germania, in Inghilterra e in Spagna. Le famiglie di vetrai più note dalla seconda metà del XV secolo sono, oltre ai Barovier, quelle dei Mozetto e dei Della Pigna. Nel XVI secolo si può parlare addirittura di “dinastie” quali quella dei Ballarin, dei De Catanei della “Sirena”, dei D’Angelo dal “Gallo”, dei Bortolussi, dei Dragani. In questo secolo i vetrai muranesi prediligono il vetro puro e trasparente sul quale intervengono con differenti tecniche decorative.