تتكون القبة المثمنة من قبعتين من شكل ogival متصلتين ببعضهما البعض ، وتم تحويلها من 1418 إلى 1434 وفقا لتصميم Filippo Brunelleschi ، والتي تم تقديمها إلى مسابقة في عام 1418 وقبلت بعد العديد من التناقضات في عام 1420.
تحفة قادرة على تحمل البرق والزلازل ومرور القرون ، والتي تسحر اليوم أي شخص يراقبها من بعيد ، يبلغ قطر القبة 45.5 متر.
في عام 1418 ، حظرت أوبرا سانتا ماريا ديل فيوري المنافسة التي فاز بها برونليسكي ، ولكن بعد عامين فقط ستبدأ الأعمال وستستمر حتى عام 1434.
في 25 مارس 1436 ، تم تكريس كاتدرائية فلورنسا من قبل البابا يوجين الرابع.
كان ابتكار Brunelleschi المثير للإعجاب هو قلب القبة بدون درع ، وذلك بفضل استخدام قبو مزدوج به فجوة ، كان للوظيفة الداخلية (التي يزيد سمكها عن مترين) المصنوعة من خشب متعرجة ، وظيفة هيكلية هي الدعم الذاتي والغطاء الخارجي فقط. على القبة يقف الفانوس بغطاء مخروطي ، صممه Brunelleschi ، والذي تم صنعه بعد وفاة الفنان (1446) والكرة النحاسية الذهبية مع الصليب ، التي تحتوي على آثار مقدسة ، أعمال Andrea del Verrocchio ، التي وضعت هناك في عام 1466
تم صنع الزخرفة الجدارية لقبة برونليسكي بين عامي 1572 و 1579 من قبل جورجيو فاساري وفيدريكو زوكاري ، ويعرض نفس الموضوع الأيقوني للمعمودية: الحكم الأخير. كانت اللوحات الجدارية للقبة موضوع ترميم عالمي بين عامي 1978 و 1994.