Последним и самым крупным созданием флорентийской готики является построение собора Санта Мария дель Фьоре на месте старой церкви, посвященной святой Репарате. Так как постройка собора затянулась на очень долгий срок, то его стенам пришлось пережить смену целого ряда архитектурных направлений, и в своем окончательном виде собор лишен настоящего художественного единства. Возведение собора начал в 1296 году уже упомянутый мной строитель Санта Кроче Арнольфо ди Камбио. Смерть прервала деятельность Арнольфо после того, как ему удалось воздвигнуть первые два звена базилики. В 1334 году главным строителем собора был назначен Джотто. Ему принадлежит первый проект знаменитой колокольни (кампаниле) собора и осуществление нижней части ее высокого цоколя. После смерти Джотто руководство постройкой перешло к скульптору Андреа Пизано, который успел закончить цоколь кампаниле и возвести над ним первый двойной этаж. Смерть Пизано опять оборвала строительные работы, пока в 1357 году не был привлечен к руководству постройкой Франческо Таленти, деятельность которого положила наиболее заметный отпечаток на художественный облик собора. Франческо Таленти прежде всего довел до конца постройку кампаниле, бесспорно самой красивой из итальянских колоколен эпохи готики. Следует, однако, отметить, что по своей конструкции и своим контурам и в особенности по своим пропорциям флорентийская кампаниле представляет собой решительное отступление от принципов готики. Прежде всего — отсутствием сквозных вертикальных линий, столь типичных для северной готики, и отсутствием постепенно сужающихся кверху пропорций. Напротив, преобладает характерное для Ренессанса отчетливое деление на этажи с подчеркнутыми горизонталями карнизов. Весьма показательно также, что Франческо Таленти отверг предполагавшееся проектом Джотто остроконечное завершение кампаниле и закончил башню строго горизонтальным срезом верхнего этажа. Во всех этих нововведениях Таленти сказывается ясное предчувствие Ренессанса. В одном отношении Таленти пошел, быть может, даже чуть дальше: постепенное увеличение кверху вышины этажей и в особенности последовательное увеличение размеров световых отверстий напоминает барочные оптические приемы. Ренессанс строил оптическую перспективу здания снизу вверх, барокко же, если так можно сказать, — сверху вниз.

Помимо завершения кампаниле Таленти развил энергичную деятельность также и по построению самого собора, почти доведя до конца его продольную базилику. Но в шестидесятых годах XIV века наступил решительный перелом в построении собора, в котором сказалась неудовлетворенность готическими преданиями и потребность в новых архитектурных формах. С этого момента готика в Италии быстро идет к своему окончательному разложению. Вокруг постройки собора разгорается борьба партий, в которой принимает участие почти все население Флоренции. Один проект сменяется другим; объявляются конкурсы на достойное продолжение собора, созываются комиссии из художников и городских деятелей. Наконец, в 1367 году комиссия останавливается на проекте, предусматривающем в завершение продольной базилики огромное купольное пространство. Все предшествующие проекты и модели подвергаются уничтожению, и участники совещания произносят торжественную клятву ни на шаг не отступать от этой «модели художников и мастеров», как она тогда была названа. По новому проекту постройка продолжалась в течение всего XIV и первых десятилетий XV века. Однако задумать огромное купольное пространство было легко, но перекрыть его куполом оказалось делом непосильным для архитекторов треченто. Только в 1420 году идея купола достигла своего осуществления, когда Брунеллески в сотрудничестве со скульпторами Донателло и Нанни ди Банко выработал модель купола, согласно которой его построение и было выполнено в 1436 году. Наконец, уже после смерти Брунеллески и по его плану был воздвигнут фонарь купола.