Baptysterium
Baptysterium (codz. 10.00-18.00), datowane na ogół na VI lub VII w., jest najstarszym budynkiem w mieście. Lecz choć jego korzenie znajdują się głęboko w wiekach ciemnych, żadna inna budowla w mieście lepiej nie ilustruje więzi między Florencją a światem rzymskim. Florentczycy byli zawsze świadomi swego rzymskiego rodowodu i przez całe średniowiecze wierzyli, że baptysterium było pierwotnie rzymską świątynią Marsa, a przekonanie to umacniała obecność rzymskich granitowych kolumn we wnętrzu. Ornamentyka marmurowej wykładziny — położonej w XI i XII w. — jest niewątpliwie inspirowana klasycznie, a najsłynniejsze ozdoby w baptysterium — złocone drzwi z brązu — wyznaczają początek epoki świadomego zainteresowania sztuką starożytnego świata.
Drzwi południowe, wychodzące na duomo, zostały odlane w 1336 r. przez Andreę Pisano. W 1401 r. odbył się konkurs na wykonanie nowej pary drzwi, w którym każdy uczestnik miał wykonać kwaterę przedstawiającą ofiarę z Izaaka. Zwyciężyła praca Lorenzo Ghibertiego, którą można oglądać, wraz z kompozycją Brunelleschiego, w Bargello. Drzwi północne Ghibertiego, ukazujące sceny z życia Chrystusa, czterech Ewangelistów i czterech Doktorów Kościoła, odznaczają się nowym naturalizmem i klasycznym poczuciem harmonii, lecz ich nowatorstwo jest dość stonowane w porównaniu ze wspaniałymi drzwiami wschodnimi, które zdaniem Michała Anioła były „tak piękne, że godne byłyby służyć za drzwi do Raju”. Te bezprecedensowe w subtelności modelowania sceny starotestamentowe są niejako elementarzem sztuki wczesnego renesansu, z zastosowaniem perspektywy, gestu i wyrafinowanego grupowania figur w celu przekazania ludzkiego dramatu każdej sceny. Na framudze drzwi po lewej stronie Ghiberti umieścił autoportret—czwarta głowa od góry w prawym pasie. Kwatery są sukcesywnie odnawiane i po skończeniu oddawane do Museo delFOpera; po zakończeniu prac umieszczony tu zostanie zestaw replik.
Wnętrze jest równie zadziwiające. Zarówno półabstrakcyjna mozaikowa posadzka i wspaniały mozaikowy sufit—łącznie z plutonem straszliwych demonów u stóp sądzącego Chrystusa — zostały stworzone w XIII w. Na prawo od ołtarza jest grobowiec Jana XXIII, papieża schizmaty, który zmarł we Florencji w 1419 r. przebywając u swego doradcy finansowego i bliskiego przyjaciela, Giovanniego di Bicci de’Medici. Pomnik nagrobny, ocieniony iluzjonistycznym marmurowym baldachimem, jest dziełem Donatella i Michelozza.
Museo dell’0pera del Duomo
Od początku XV w. administracją katedry zarządzano z budynku przy Piazza del Duomo 9, za wschodnim krańcem kościoła; dziś mieści się tu Museo delPOpcra del Duomo (latem pn.-sb. 9.00-20.00, nd. 10.00-13.00; zimą pn.-sb. 9.00-18.00, nd. 10.00-13.00; 3000 L; nd. wstęp wolny), składnica najwartościowszych i najłatwiej ulegających zniszczeniu dzieł sztuki z duomo, baptysterium i kampanili. Jako przegląd rzeźby florenckiej muzeum ustępuje tylko Bargello, a dużo łatwiej je obejrzeć podczas jednej wizyty.
Najbardziej przykuwające uwagę dzieła w pierwszej sali to seria rzeźb dłuta Arnolfa di Cambio, łącznie z Madonną o szklistych oczach, które zostały usunięte z nie dokończonej przez Arnolfa fasady duomo, zburzonej w XVI w. Sąsiednie sale są poświęcone Brunelleschiemu i zawierają jego maskę pośmiertną, modele sklepienia oraz szereg narzędzi i machin zaprojektowanych przez architekta. Przy drugim końcu głównej sali znajdują się schody prowadzące do wystawy konkursowych modeli sklepienia katedry oraz zbiór relikwiarzy, którego chlubą jest szczęka św. Hieronima i palec wskazujący św. Jana Chrzciciela.
Na półpiętrze znajduje się przepojona rozpaczą kanciasta Pieta Michała Anioła, przeniesiona tu na czas odnowy sklepienia. Jest to jedna z ostatnich pracartysty, która miała ozdobić jego własny grób — Vasari zanotował, że twarz Nikodema jest autoportretem. Niezadowolony z jakości marmuru Michał Anioł zeszpecił grupę odtłukując lewą nogę i ramię Chrystusa; jego uczeń, Tiberio Calcagni, przywrócił ramię, a następnie dokończył postać Magdaleny, zmieniając ją w nieobecną duchem statystkę.
Największy z konkurentów Michała Anioła, Donatello, jest co prawda reprezentowany również na dole, ale dopiero na górnym piętrze wysuwa się na pierwszy plan. Z figur wyrzeźbionych dla kampanili najbardziej przejmujący jest prorok Habakuk, którego intensywność spojrzenia jakoby spowodowała, że sam artysta potrząsnął rzeźbą i zakrzyknął: „Przemów!”. Przeciwstawne bieguny temperamentu Donatella są reprezentowane z jednej strony przez wynędzniałą drewnianą postać Marii Magdaleny, a z drugiej przez ozdobną cantoria (trybunę śpiewaczą) w duomo, z tańczącymi putti w tle. Naprzeciwko jest cantoria stworzona w tym samym okresie przez Luca della Robbia, której oryginalne kwatery są wystawiane poniżej zrekonstruowanej galerii; przepiękne grupy przejętych swą rolą młodych śpiewaków obrazują tekst Psalmu 33 zapisany na framudze: „Dziękujcie Panu na cytrze! Grajcie mu na dziesięciostrunnej harfie!”.
Płaskorzeźby Pisana z kampanili są wystawiane w jednej z dwóch sąsiadujących ze sobą sal: w drugiej z nich są cztery kwatery „Drzwi Raju” Ghibertiego i olśniewający posrebrzany ołtarz z baptysterium, ukończony w 1480 r., ponad sto lat po rozpoczęciu.