Përbërë nga dy degë të formës ogivale lidhur me njëri-tjetrin, kupola tetagonale u kthye nga 1418 në 1434 sipas dizajnit Të Filipo Brunelesçit, paraqitur në një konkurrim më 1418 dhe u pranua pas shumë kontrasteve në 1420.
Një kryevepër e aftë t'i rezistojë vetëtimave, tërmeteve, kalimit të shekujve, që sot tërheq këdo që e sheh nga larg, Kupola ka një diametër prej 45.5 metra.
Në 1418 Opera e Santa Maria del Fiore ndaloi konkurimin që Fitoi Brunelesçi, por vetëm dy vjet më pas do të fillojnë punët dhe do të zgjasin deri në 1434.
Më 25 Mars, 1436, Katedralja E Florentinës u shenjtërua nga Papa Eugene IV.
Novacioni i admirueshëm i brunelesçit ishte ta shndërronte Kupolën pa forca të blinduara, falë përdorimit të një kasaforte të dyfishtë me një hendek, nga të cilën i brendshmi (mbi dy metra i trashë) i bërë nga druri herringbone, kishte një funksion strukturor që ishte vetë-mbështetës dhe i jashtëm vetëm që mbulonte. Në Kupolë është feneri me mbulim Koni, projektuar nga Bruneleshi, i cili u bë pas vdekjes së artistit (1446) dhe topit të bakrit të artë me kryq, që përmban relikte të shenjta, punë E Andrea del Verroçios, e cila u vendos atje në 1466
Dekorimi Afresko i Kupolës Së Brunelesçit u bë midis 1572 dhe 1579 nga Xhorxhio Vasari dhe Federiko Zukari dhe paraqet të njëjtën temë ikonografike Të Pagëzimit: Gjykimi i Fundit. Freskot e kupolës qenë subjekt i një restaurimi global midis 1978 dhe 1994.
