Im Jahr 1418 schrieb die Opera del Duomo einen öffentlichen Wettbewerb für den Bau der Kuppel aus. Dem Gewinner winkte ein stattlicher Preis von 200 Goldgulden - und die Aussicht auf ewigen Ruhm. Führende Architekten der damaligen Zeit strömten nach Florenz, um ihre Ideen zu präsentieren. Nach vielen Unwägbarkeiten einigte sich die Opera del Duomo darauf, Filippo Brunelleschi mit der Leitung des Kuppelprojekts zu betrauen, und ernannte Lorenzo Ghiberti, Brunelleschis Goldschmiedekollegen, zum Co-Leiter. Die beiden Männer waren seit 1401 Rivalen, als sie um einen anderen illustren Auftrag, die neuen Bronzetüren für das Florentiner Baptisterium, konkurriert hatten. Ghiberti hatte gewonnen. Nun war Brunelleschi, dessen Entwurf für die Kuppel vollständig angenommen worden war, gezwungen, Seite an Seite mit seinem erfolgreichen Rivalen zu arbeiten. Die Bauarbeiten an der Kuppel begannen am 7. August 1420. Die übliche Art und Weise, einen Bogen oder eine Kuppel zu bauen, bestand darin, sie mit einem Gerüst zu stützen, das als "Zentrierung" bezeichnet wurde. Der offene Raum der Kathedrale war jedoch 42 Meter breit, und die Florentiner wollten eine hohe, aufragende Kuppel. Das gesamte Holz in der Toskana hätte nicht ausgereicht, um das Gerüst zu bauen. Brunelleschi baute die Kuppel schließlich ohne Gerüst so, dass sie sich im Laufe der Arbeiten selbst stützte. Brunelleschis Lösungen für die Kuppel waren genial, innovativ und teuer. Das erste Problem, das es zu lösen galt, war rein technischer Natur: Keiner der damals bekannten Hebemechanismen war in der Lage, die enorm schweren Materialien, mit denen er zu arbeiten hatte, einschließlich der Sandsteinbalken, so weit vom Boden anzuheben und zu manövrieren. Hier wuchs Brunelleschi über sich hinaus. Er erfand ein dreistufiges Hebezeug mit einem komplizierten System von Zahnrädern, Riemenscheiben, Schrauben und Antriebswellen, das von einem einzigen Ochsenjoch angetrieben wurde, das eine hölzerne Pinne drehte, sowie das Castello, einen 65 Fuß hohen Kran mit einer Reihe von Gegengewichten und Handschrauben, um die Lasten seitlich zu bewegen, sobald sie auf die richtige Höhe angehoben worden waren. Die achteckige Form der Kuppel ist eindeutig von der Form des Baptisteriums inspiriert. Die gesamte Struktur der Kuppel ist so konzipiert, dass sie sowohl in ihrer Form als auch in ihrer Substanz leicht und schlank ist. Aus einer achteckigen Trommel der Kuppel ragen acht Segmente, die Segel, die auf zwei durch einen Zwischenraum getrennten Schalen angeordnet sind. Brunelleschi hat in die Struktur der Kuppel regelmäßige Bahnen aus Fischgrätenmauerwerk eingearbeitet, die vor seiner Zeit kaum bekannt waren und der gesamten Struktur zusätzliche Festigkeit verliehen. Im Laufe der Baujahre verbrachte Brunelleschi immer mehr Zeit auf der Baustelle. Er überwachte die Herstellung von Ziegeln in verschiedenen Größen und kümmerte sich um die Lieferung von ausgesuchten Steinen und Marmor aus den Steinbrüchen. Er leitete ein Heer von Maurern und Steinmetzen, Zimmerleuten, Schmieden, Bleischlägern, Fassmachern, Wasserträgern und anderen Handwerkern. Zu den wichtigsten Elementen der Kuppel gehört die Verwendung der goldenen Proportion, die zu jener Zeit in Mode war. Bei der Betrachtung dieses Meisterwerks fällt auf, dass die Erbauer auf das Gleichgewicht und die Harmonie zwischen den einzelnen Teilen geachtet haben. Jedes architektonische Element trägt zur Stabilität der Kuppel bei, da sie ohne Stützstrukturen auskommt. Ein weiteres wichtiges Element ist die Laterne, auf der die 1472 von Verrocchio geschaffene Bronzekugel ruht. Um die Kugel zu positionieren, wurden von Brunelleschi erfundene Maschinen eingesetzt. Der junge Leonardo da Vinci gehörte zu den Lehrlingen, die bei dieser schwierigen Arbeit halfen. Die Kuppel ist ein Meisterwerk der Schönheit und der Technik, eine bahnbrechende Konstruktion für ihre Zeit, die in vielerlei Hinsicht unerreicht bleibt. Als Meister der Illusionen war Brunelleschi in Florenz dafür bekannt, dass er die Menschen an Dinge glauben ließ, die nicht existierten. Der Bau der Kuppel löste eine jahrelange Debatte darüber aus, welcher "Zaubertrick" zu dem Ergebnis führte, das sich allen bot, nämlich wie die achteckige Kuppel standhalten konnte! Auch heute noch wird trotz umfangreicher Studien und zahlreicher neuer Entdeckungen darüber diskutiert, welche geniale Lösung der Architekt Filippo Brunelleschi gefunden hat.