提到佛羅倫斯，人們腦海中大概都會浮現出一個磚紅色穹頂、花白大理石的宏偉建築，也就是佛羅倫斯地標–聖母百花大教堂（ Santa Maria del Fiore）。然而在1418年的時候，這座已經興建了一百多年的華麗大教堂，卻還是尷尬地大開天窗，沒有穹頂！（註）為什麼不把它蓋好呢？原因很簡單，因為沒有人知道怎麼建造這麼巨大的穹頂！
當時教堂只有臨時搭建的木頭框架，但技術上完全無法凌空造出一個直徑43.7米，高52米的八角形圓頂而不會垮下來。
為此，1419年，主持市政的羊毛商會舉辦了一場競賽來徵集建築方案，許多熱心人士提供了建議，其中也不乏一些餿主意。有人提議把教堂內部先用混合金幣的泥土堆填滿，把拱頂搭建在土堆上面；到穹頂蓋好之後，再找窮人們來「挖寶」，順便清除這些泥土以騰出原來的空間。
當然，這個方法並沒有被採用。評審們注意到的是菲利波‧布魯內列斯基（Filippo Brunelleschi）提出的計劃。
布魯內列斯基在當時已經是聞名的金匠和雕塑家，他曾經在1401年參加「天國之門」的雕塑工程競標；結果雖然敗給了另一位才華橫溢的雕塑家吉貝爾蒂，但他後來在羅馬的遊歷中，對古羅馬的建築產生極大興趣，並頗有研究心得。因此這次關於穹頂的競賽，布魯內列斯基信心滿滿地聲稱他找到合理且大膽的解決辦法，去建構出一個在建造過程中能夠自我支撐的穹頂。於是他打敗了包括吉貝爾蒂在內的所有對手，獲得委任。
接下來的十幾年，佛羅倫斯的人們將驚奇地看到，水泥工們神乎其技地用磚塊從教堂鼓座逐漸向上搭起一個八個面的穹頂，而且能自我支撐不會垮。還不只如此！為了保護這個穹頂，布魯內列斯基又建造第二個較大的圓頂，像個外殼把內層包覆起來。兩層之間的空隙可以讓人順著階梯爬到教堂穹頂的頂端。
到底具體是怎麼建成的？今天我們可以從拱頂內壁看到了磚塊是以魚骨般的人字形結構螺旋式的互相搭疊而成，但整體的架構方式從角度計算到銜接等，對今天許多學者還是待解之謎。布魯內列斯基終究「留了一手」，沒有把他的秘方公開給世人。
圓頂最終在1436年完工了，這也是有史以來最大的磚造穹頂。3月25日，主教座堂內舉行了獻堂典禮。布魯內列斯基用16年的時間，以獨到的創新的技術，蓋好了這被當時視為不可能完成的教堂；也為文藝復興建築樹立了一個里程碑。布魯內列斯基也變成文藝復興人文主義的一個象徵，即「人類以理性嘗試掌控他所在的世界」的精神象徵。
（註）屬哥德式風格的主教堂始建於1296年，由建築師阿諾爾福．迪．坎比奧設計，1347年秋天爆發黑死病迫使工程中斷。1367年由全民投票決定在教堂中殿十字交叉點上建造直徑43.7米，高52米的八角形圓頂。1418年佛羅倫斯市政府公開徵集能夠設計並建造大圓頂的方案。
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