1870 vann han tävlingen om utformningen av fasaden på Santa Maria del Fiore, som genomfördes mellan 1880 och 1888. Detta mästerverk är beundransvärt, även om många kritiserat det som ett uttryck för artonhundrataletseklekticism, med ett överflöd av dekorationer. Han fick aldrig se det färdigt, utan det slutfördes av Luigi Del Moro.
