På Piazza del Duomo, midt i Firenze ligger den store katolske domkirken Santa Maria del Fiore. Kirkebygget med ett areal på 8,3 dekar kan huse inntil 30 000 mennesker. Kirken er oppført i stein, både rød, grønn og lys marmor. Den karakteriseres av en enorm rød kuppel, som fram til Peterskirken i Roma ble bygget, var den største i sitt slag.
På 800 – tallet ble katedralen Santa Reparata bygget her på domkirkeplassen. Forsøk på utvidelser mislyktes, byregjeringen beslutter derfor å oppføre en større kirke på samme sted. I 1296 tegner arkitekten Arnolfo de Cambio grovskissene til bygningen som det skal ta nesten 600 år å fullføre. Cambio døde kun få år etter byggestart, men regnes likevel som en av to-tre hovedarkitekter bak kirken.
Domkirken har som mange av de andre store domkirkene en frittstående kampanile eller klokketårn. Andre slike kjente klokketårn er det skjeve tårnet i Pisa, og den høye kampanilen på Markusplassen i Venezia. Giottos klokketårn, fullføres i løpet av en tjueårsperiode midt på 1300 – tallet. Giotto dør kun tre år etter at han begynner arbeidet med klokketårnet, og arbeidet sluttføres av andre.
Midtveis på 1300-tallet utvides kirkebygget, det gjøres både bredere og lengre. Fra 1348 (Svartedauen) og utover på 1300 – tallet rammes Firenze flere ganger av pest og befolkningen reduseres kraftig. Rundt århundreskiftet engasjeres nye hovedarkitekter for byggverket, Lorenzo Ghiberti og Filippo Brunelleschi. Uro og uenighet om framdriften forsinker byggearbeidet, men på 1420 – tallet, over 120 år etter oppstart begynner man byggingen av den enorme røde kuppelen. Brunelleschi’s kuppel har en diameter på 42 meter, og er satt sammen av mer enn fire millioner mursteiner. Arbeidet med kuppelen fortsetter til midten av 1400 – tallet.
Kirken vigsles av pave Eugene IV i 1436, den er tidligere blitt dedikert til den hellige Maria. Brunellesci dør i 1446, og kuppelen er i hovedtrekk fullført. En lanterne med forgylt kule monteres over hullet (oculus) i kuppeltoppen. Utover på 1500 – tallet arbeides det med interiøret i kirken. Vestfronten rives i 1588, og erstattes av flyktige fasader som tilføres bygget ved store anledninger. Først i 1871 er kirken ferdig bygget, da den nygotiske fasaden i marmor blir fullført.
På plassen ligger også domkirkens åttekantede dåpskapell med tre flotte bronsedører av Ghiberti og Pisano. Dåpskapellet ble oppført i perioden mellom 1059 og 1128, og er bygget i fiorentinsk romansk stil. Alle fiorentinere av katolsk opprinnelse ble døpt i dåpskapellet fram til slutten av 1800 – tallet.