Складається з двох дахів вогневої форми, з'єднаних один з одним, восьмикутний купол був повернутий з 1418 до 1434 за проектом Філіпа Брунеллески, представлений на конкурсі в 1418 і прийнятий після багатьох контрастів в 1420.
Шедевр, здатний протистояти блискавкам, землетрусів, протягом століть, який сьогодні зачаровує всіх, хто спостерігає за ним здалеку, купол має діаметр 45,5 метрів.
У 1418 робота Санта-Марія-дель-Фіоре забороняє конкурс, який Брунеллески виграє, але тільки через два роки роботи почнуться і продовжаться до 1434 року.
25 березня 1436 Флорентійський собор освячений Папою Євгеном IV.
Інновації чудовий Брунеллески був перевернути Купол без арматури, завдяки використанню подвійний раз з порожниною, в якій внутрішня (товщиною більше двох метрів) виконаний з тесаного каменю в ялинку, він як структурну функцію, будучи на ніжках, а зовні тільки кришка. На куполі світиться ліхтар з конусною кришкою, за проектом Брунеллески, який був зроблений після смерті художника (1446) і золотий мідний куля з хрестом, що містить священні реліквії, робота Андреа дель Верроккьо, який був поміщений в 1466
Фрескова прикраса купола Брунеллески була зроблена між 1572 і 1579 Джорджо Вазарі і Федеріко Цуккарі, і має ту ж іконографічну тему баптистерію: Страшний Суд. Фрески купола були предметом глобальної реставрації між 1978 і 1994 роками.
