Le baptistère a été fondé en 1152, mais il a fallu plus de deux siècles pour le terminer. La première étape de la construction, allant jusqu'au sommet de la première rangée d'arches, a été dirigée par l'architecte Diotisalvi. Au début du XIIIe siècle, Guidetto prit en charge et supervisa l'ornementation des portes et des murs jusqu'au sommet de l'allée circulaire. Après 1260, Nicola Pisano a travaillé sur le mur extérieur, jusqu'au niveau des arceaux de la galerie extérieure, mais c'est Giovanni Pisano qui a ajouté les frontons ci-dessus. Les travaux ont ensuite été suspendus pendant une longue période, pour recommencer au milieu des années 1300, lorsque la galerie pour femmes a été achevée et le baptistère couvert. Au bas, l'extérieur de ce bâtiment circulaire présente une rangée d'arcades rondes, brisées par des fenêtres à fente et quatre portes et soutenues par des piliers contre les murs. Au-dessus, une galerie de colonnes cintrées avec des frontons richement sculptés. Les espaces vides dans cette galerie sont dus au transfert de certaines statues au musée Opera del Duomo, situé à proximité. Ces arches sont décorées de têtes humaines sculptées par Nicola Pisano et son atelier, à partir de 1265.
Au-dessus, s'élève le dôme, bordé par une rangée d'édicules de marbre à devant triangulaire complétées par une paire de pinacles. Au sommet se trouve une statue en cuivre doré de saint Jean-Baptiste, réalisée par Turino di Sano da Sienne en 1395.

La porte faisant face à la cathédrale a été décorée vers 1203-1204 par des sculpteurs grecs-byzantins Culture; le cycle est flanqué de deux colonnes taillées dans des spirales de feuillage.

Autour du baptistère se trouve un cercle de huit piliers datant de 1163, dont les chapiteaux ont été sculptés à la forme humaine et animale par Guidetto à la fin du XIIe siècle. Au-dessus, la galerie des femmes, divisée par des pilastres archivoltés. Le plafond voûté du baptistère a une finition en plâtre simple. Au centre de ce bâtiment, sur une estrade de trois marches, se trouvent les fonts baptismaux octogonaux, réalisés par Guido Bigarelli da Como en 1246. La base est en marqueterie de marbre polychrome et les murs sont en panneaux de marbre décorés de incrustations géométriques et de roses. . Des décorations similaires sont visibles sur l'autel, derrière lequel se trouve la barrière du presbytère.

La chaire, sculptée par Nicola Pisano en 1259-1260, est placée près de la porte sud. De forme hexagonale, il repose sur sept piliers issus de lions et de formes humaines. Les panneaux, séparés par de petites colonnes, sont sculptés d'histoires de la vie de Jésus.