З нього в 1179 році, перетворивши одну з веж в дзвіницю, і був збудований нинішній собор. Але не встигли сієнські городяни натішитися новою міською церквою, як із сусідньої Флоренції прийшла звістка про намір флорентійців побудувати такий храм, якого світ ще не бачив. Сієна в той час була важливим політичним і економічним центром і просто не могла залишити подібний виклик без відповіді. Довелося спішно готувати проект з реконструкції Дуомо: він повинен був стати ні багато ні мало найбільшим християнським собором у всій Європі.
Але грандіозним планам сієнців не судилося збутися: в 1349 році, незабаром після початку робіт, місто охопила страшна епідемія чуми. Сієна так і не оговталася від цього удару і роботи по перебудові Дуомо були зупинені. З проекту нового собору встигли побудувати лише фасад, а все інше залишилося старим.
Але навіть в такому незавершеному вигляді, облицьований мармуром і покритий химерним різьбленням, фасад сієнського Дуомо справляє величезне враження. Він вважається одним з кращих зразків романської архітектури в усій Італії.
З не менш багатим внутрішнім оздобленням виділяється грандіозний вівтар, прикрашений скульптурними роботами Мікеланджело. Ще один місцевий шедевр - різьблена кафедра Нікколо і Джованні Пізано. У соборі також встиг попрацювати Донателло - він виконав надгробок єпископа Джованні Печчи і статую Іоанна Хрестителя в однойменній капелі.
Підлогу собору покривають мармурові плити з зображенням 56 сюжетів на античні і християнські теми.