L’histoire de la Cathédrale ou Dôme de Florence se déroule sur plusieurs siècles de travaux.
Le projet original est d’Arnolfo di Cambio à la fin du XIIIème siècle, tandis que la coupole, symbole de la Toscane, fut réalisée par Filippo Brunelleschi. La façade, réalisée seulement à la fin de la construction de la cathédrale a été réalisée successivement au XIXème siècle.
Une série de changements à la fois externes et internes, ainsi que décoratifs et structurels viennent enrichir l’histoire de ce monument. Par exemple la construction de deux sacristies au sol de marbre du XVIème siècle ou encore la réalisation des sculptures pour les fresques de Paolo Uccello, Andrea del Castagno, Giorgio Vasari e Federico Zuccari («Il Giudizio Universale», en français «Le Jugement Dernier», dans la coupole). Cette Cathédrale est la troisième et dernière à avoir été construite à Florence en 1412 et on lui donna le nom de «Santa Maria del Fiore» (Sainte Marie de la Fleur), en référence à la fleur de lys symbole de la ville.
Le Dôme fut construit dans la partie supérieure de la Cathédrale de Santa Reparata quand, en l’an 1293, le gouvernement de la République de Florence décida de substituer Santa Reparata par une église plus grande et magnifique, portant à la destruction en 1375 de la cathédrale. Le coût d’une telle opération fut partiellement soutenu par les habitants même de Florence à travers une taxe imposée dans tous les testaments. Une grande partie des restes de cette église sont visibles aujourd’hui dans le secteur archéologique sous-jacent la Cathédrale.
En 1294, le projet initial fut confié à Arnolfo di Cambio qui posa la première pierre le 8 septembre 1296. En tant que chef architecte du Conseil Citoyen, Arnolfo était déjà occupé à révolution de la Basilique Franciscaine de Santa Croce. Comme pour le Baptistère, le diamètre du Dôme fut prévu de 45,5 mètres. Arnolfo participa aux travaux de la Cathédrale jusqu’à sa mort en 1302. Quatre ans auparavant Arnolfo avait déjà commencé la construction du Palazzo Vecchio. Après la mort d’Arnolfo, les travaux subirent une période d’arrêt.
En 1334, Giotto fut appelé à surveiller la construction mais il mourut peu après, en 1337.
Durant ces trois années il se concentra sur la construction du Campanile. Les travaux furent ensuite confiés à Andrea Pisano, auteur de la Porte Sud du Baptistère, jusqu’en 1368, année de la terrible peste qui réduisit la population de 90.000 à 45.000 habitants.
Le Campanile fut finalement terminé en 1359 après 10 ans de travaux supervisé par Francesco Talenti. En 1360 un nouveau projet fut commencé avec la collaboration de Giovanni di Lapo Ghini. Le projet eu pour but de diviser la nef centrale en quatre sections, avec moins de fenêtres que la version originale d’Arnolfo et deux sections latérales. En 1375, Santa Reparata fut abattue, faisant officiellement de Santa Maria del Fiore la nouvelle Cathédrale de Florence.
Quand, plusieurs années plus tard en 1586, le Grand Duc François Ier de Medicis décida de construire une nouvelle façade, les sculptures de la façade précédente, dont certaines d’Arnolfo, furent démontées et transférées au Musée de l’Opéra à l’intérieur du Dôme.
