Il progetto originario è attribuito all’architetto Buscheto, che progettò una basilica a cinque navate con un ampio transetto e una cupola al centro. In seguito Rainaldo ampliò l’edificio e realizzò la grande facciata monumentale. Nel 1595 un grave incendio distrusse parte della cattedrale, causando la perdita di alcune opere, tra cui le porte bronzee di Bonanno Pisano.