尽管佛罗伦萨城市不断扩张发展，周边包围了现代化的街区，圣母百花大教堂的穹顶在过去六百年里一直是城市中最引人注目的核心，远远就能看见。
布鲁内莱斯基在1418年赢得了建造穹顶的竞标，在阿尔诺夫·迪·坎比奥一个多世纪以前建成的结构框架上继续施工。原有的结构是一个巨大的八角形，周围环绕着三个对称的小穹顶，小穹顶的基座也是八角形的，上面铺着红砖。
为了避免搭建复杂危险的脚手架，布鲁内莱斯基提出了一个革命性的解决方案：他设计了一个两层蛋壳式的穹顶，外壳用于遮挡日晒雨淋，内层则起到支撑作用，通过白色的肋拱与外壳连接起来，与深红色的砖块形成生动的对照。
穹顶不到十五年就竣工了，教皇亲临现场举行了庄严的祝圣仪式。在仪式上，教堂被命名为 圣母百花大教堂，致敬源自拉丁语词“鲜花”的城市名称。穹顶足有107米高。穹顶顶部那个“灯笼式”的柱子小庙及镀金铜球是在随后的几十年间加建的，在大师韦罗基奥的指导下被抬升到高处。
主教座堂博物馆的藏品显示，布鲁内莱斯基会亲自过问穹顶工地里的每一个技术细节，从绳索直径到滑轮系统，从砖模形状到两层“蛋壳”之间的楼梯级高度。这段狭窄的楼梯共有463级，在内外层之间的缝隙间向上攀升，今天你依然可以去走一走。楼梯在大教堂内左侧的尽头，攀登过程中你会路过一条走廊，从那里你可尽览教堂的哥特式内部。继续在两层“蛋壳”之间向上攀登，你会来到外边高91米的观景台。
小花絮：如果你仔细观察，你会发现，穹顶的变数有一部分装饰着栏杆，另一部分则没有加工。16世纪初期建造的栏杆之所以中断了，是因为米开朗基罗的批评，他认为相比起布鲁内莱斯基的宏伟杰作，这段栏杆就像是“蟋蟀笼”。
