L’ascension vers la coupole, à la fois âpre et impressionnante, semble faire pénétrer dans les entrailles de la cathédrale. L’accès au sommet se fait par un escalier aménagé entre les deux calottes, ce qui donne une vision des structures mêmes de la coupole. Le dernier tronçon, très raide, est le plus spectaculaire puisqu’il débouche au pied du lanternon, la dernière œuvre de Brunelleschi. De là se dévoile un magnifique panorama sur Florence avec son dégradé de tuiles ocre, ses terrasses en cascade et ses monuments.