La grande aire rectangulaire de la piazza Santa Croce est le fruit d'un projet urbain des XIII et XIVè siècles et laisse encore voir aujourd'hui l'origine médiévale de nombreux bâtiments qui se dressent tout autour. Toutefois, les deux plus célèbres palais datent d'une époque plus tardive: le palais Cocchi-Serristori et le Palais dell'Antella, qui a autrefois appartenu à la famille Cerchi, leaders du parti des Guelfes "blancs".

La magnifique église gothique Santa Croce est la dernière demeure de Florentins célèbres tels Dante, Michel-Ange, Galilée et Machiavel.
Elle est également célèbre pour les oeuvres d'art qu'elle abrite comme de sublimes fresques de Giotto ou le bas-relief doré de Donatello représentant l'Annonciation (1435).
L'église fut commencée en 1294 sur le projet d'Arnolfo di Cambio et consacrée en 1443. Quant à la façade, c'est un ajout de style néogothique datant de 1853-1863.

Tel un panthéon, la basilique franciscaine regroupe les tombeaux d'illustres florentins.
L'un d'entre eux s'est vu édifier sa statue à l'entrée de l'église par l'Italie reconnaissante : il s'agit de Dante Alighieri, présent également sur un tableau se trouvant au Duomo.

Bien qu'il ait passé les vingt-cinq dernières années de sa vie à Rome, Michel-Ange fut inhumé ici. Son tombeau, exécuté par Giorgio Vasari, se trouve à l'entrée de l'église, comme l'avait souhaité le maître lui-même.
Sous son buste, trois allégories : la sculpture, la peinture et l'architecture dans chacune desquelles Michel-Ange a laissé l'empreinte
de son génie.

A droite de la basilique, une grille donne accès au premier cloître du couvent, ou Cloître des Morts, sur lequel s'ouvre le Museo dell'Opera de Santa Croce, situé dans le Réfectoire et autres locaux du couvent et où se trouvent le célèbre crucifix de Cimabue (vers 1270), gravement endommagé par l'inondation de 1966, ainsi que la grande fesque de Taddeo Gaddi (1333) avec l'Arbre de la Croix et la Dernière Cène.
Le couvent abrite également une école du cuir.

A l'autre extrêmité du cloître se trouve la chapelle Pazzi (commandée en 1429 et achevée en 1470), dessinée par Brunelleschi.
Si elle semble austère au premier abord, elle présente cependant une grande complexité architecturale et ornementale : la décoration, constituée de médaillons de terre cuite réalisés par Luca della Robbia, réhausse la sobriété des volumes géométriques.
Andrea de' Pazzi, grand nom de l'illustre famille de banquiers célèbre pour son coup d'Etat conte les Médicis (conjuration des Pazzi en 1478) souhaitait que cette chapelle soit un tombeau de famille.