Jednou z najznámejších pamiatok vo Florencii je katedrála Santa Maria del Fiore. Jeho slávna červenkastá kupola, viditeľná zďaleka, sa akoby vznášala nad mestom. Keď bola katedrála navrhnutá, rozhodli sa prekvapiť celý svet - čo sa týka rozlohy, nebude to rovnaké, muselo sa v nej ubytovať celé obyvateľstvo mesta (v tom čase to bolo 90-tisíc ľudí). Katedrála zaujme svojou veľkosťou a architektonickou výzdobou, ale zmestí sa do nej iba 30-tisíc ľudí.
Rozhodnutie postaviť katedrálu urobila vláda mesta Florencia v roku 1289 a pozvala jedného z najlepších architektov Arnolfo di Campio. Ako základy mal majster formu latinského kríža - tri lode, dve bočné transepty a polkruhovú apsidu, všetko tradičným spôsobom v románsko-gotickom štýle. Zároveň mala byť kupola hlavnej lode ako kupola rímskeho Panteónu.
Chrám bol postavený na mieste starej katedrály Santa Reparata, ktorá stála 9 storočí. Počas tejto doby veľmi chátral. Otcovia mesta sa snažili prekonať svojich súperov z miest Pisa a Siena, ktorých katedrály sa vyznačovali mimoriadnou krásou.
Po smrti di Campio v roku 1302 bola stavba katedrály takmer na 30 rokov pozastavená. Až v roku 1331 sa cech obchodníkov s vlnou z Florencie ujal ďalšej výstavby katedrály a ustanovil Giotta za hlavného architekta. Ale tento pán, ktorý začal stavať zvonicu, zomrel v roku 1337. A potom došlo k celonárodnej katastrofe - moru. Stavba sa opäť zastavila.
Práce na katedrále boli obnovené až v roku 1349 pod vedením niekoľkých architektov. Dokončili Giottovu zvonicu, takmer bez zmeny vzhľadu, a rozšírili stavebnú plochu.
Lenže v roku 1380 boli steny hlavnej lode hotové. Ako sa problémy dome vznikajú? Tam bola prestávka v práci znovu po dobu takmer 40 rokov. A tu služby pre stavbu 42-metrovej kupoly neponúkol architekt, ale klenotník Filippo Brunelleschi. Navrhol navrhnúť špeciálne stroje, ktoré dokážu zdvihnúť potrebné materiály do výšky.
Mestskí otcovia dôverovali mladému klenotníkovi a nemýlili sa - majster zrealizoval svoje plány v krátkom rade a postavil kupolu bez lešenia spočívajúceho na zemi. Táto vysoká kupola definovala majestátnosť katedrály a stala sa charakteristickou siluetou celej Florencie.
V roku 1436 bola katedrála Santa Mpriya del Fiore vysvätená pápežom Eugenom IV.