A criação do duomo da catedral começou no século XI com a criação da nova catedral na mesma área onde a anterior catedral paleo-cristã foi criada com o seu baptistério, sendo este complexo religioso circundado por um cemitério. A área da Catedral era fora da cidade mas ligada a esta pela Porta dos Leões.
Pisa vivia, nesta altura, um grande desenvolvimento urbano e demográfico, no culminar das suas vitórias comerciais, políticas e militares e, assim, a Catedral tornou-se um símbolo do poder de uma cidade que se auto-denominava a “nova” Roma.
A Catedral foi conceptualizada por Buscheto entre 1064 e 1110 e este novo templo de mármore branco merecia uma ligação diferente com a cidade, também em expansão. Assim, pela rua que corria ao longo das antigas muralhas na direcção do rio Arno, foi aberta uma rua lateral, a Via Santa Maria, que entrava na área da Catedral, emoldurando o corpo Este do complexo. Em paralelo, a fronteira sul entre a área sagrada e o novo espaço urbano em expansão foi sendo definida com uma claridade crescente: a rua do arcebispo saiu das muralhas, cruzando-se com a Via Santa Maria e continuando para Oeste.
Uma transformação mais relevante na área deu-se quando foi decidido aumentar a catedral, uma operação que marcou a primeira fase de um grande projecto que testemunhou a criação de um espaço monumental antes do fim do século, causado pela fundação do novo baptistério e torre sineira.
A Catedral foi aumentada para Oeste em dezesseis metros e recebeu uma nova fachada, foi construído o novo baptistério, cuja posição parece determinada pelo desejo se criar um espaço, entre os dois monumentos, proporcional às suas dimensões.