Florenz wurde im Jahr 59 v. Chr. als Siedlung für ehemalige Soldaten gegründet und erhielt von Julius Caesar den Namen Florentia, "Die blühen möge" . Die Stadt wurde im Stil eines Militärlagers in einem Rastermuster gebaut. Zu Zeiten der römischen Herrschaft war von einem blühenden Ort allerdings nicht viel zu merken. Die Römer ließen die Provinz "links liegen", ihr Getreide bezogen sie lieber aus Ägypten und Sizilien. So lag die Landwirtschaft bald brach und die zahlreichen Kriege, die Rom führte, ließen die Provinz finanziell und personell ausbluten. Am Ende des römischen Reiches war auch die Toskana - und mit ihr Florenz - alles andere als blühend. Die Region war verarmt und in weiten Teilen verwüstet.
Besonders in der Zeit der Völkerwanderung gab es immer wieder Überfälle - u.a. von Ostgoten und Byzantinern - in deren Verlauf Florenz geplündert wurde. Etwas Ruhe kehrte ein, als die Langobarden - ein germanischer Stamm - um 568 die Toskana eroberten. Die Landwirtschaft lebte wieder auf und auch die Städte waren vor Überfällen weitgehend sicher und konnten wieder wachsen. Das Christentum begann sich durchzusetzen und in Florenz entstanden erste Kirchenbauten.
Der Frankenkönig Karl der Große war 786 in Florenz und verlieh der Stadt viele Begünstigungen, die durch ihre Lage an der Straße von Norditalien nach Rom an Bedeutung gewann. Zur Zeit des Kampfes gegen die Simonie und die Korruption des Klerus stand San Giovanni Gualberto vom Kloster San Salvi an der Spitze der Bewegung in Florenz. Die simonische Wahl von Pietro Mezzabarba zum Bischof von Florenz 1068 verursachte schwerwiegende Unruhen und eine lange Kontroverse mit Rom, die nach einer Feuerprobe des Mönchs Petrus Igneus aus der Reformbewegung mit dessen Triumph endete. Dieses Ereignis markiert den Beginn eines florentinischen Selbstbewusstseins. Unter den karolingischen Kaisern war die Toskana eine Markgrafschaft, und die Markgrafen wurden so mächtig, dass sie selbst dem Reich gegenüber gefährlich werden konnten. Unter Kaiser Otto I. war ein Ugo (gestorben 1001) Markgraf, und Kaiser Konrad II. (1024 gewählt) ernannte Bonifaz von Canossa zum Markgrafen von Tuszien, einem Territorium, das sich vom Po bis zu den Grenzen des römischen Staates erstreckte. Bonifaz starb 1052, und im folgenden Jahr ging die Markgrafschaft auf seine Tochter über, die berühmte Gräfin Matilda, die 40 Jahre lang herrschte und in der Geschichte Italiens in dieser Epoche eine prominente Rolle spielte.
Nach 1138 begann man, die boni homines Konsuln zu nennen, während die Bevölkerung in die grandi oder delle torri (das heißt die adligen Familien, die Türme hatten), und die arti oder Handelsgilden unterteilt war. Zunächst wurden die Konsuln, von denen es jeweils zwölf (zwei für jeden Stadtbezirk) gegeben zu haben scheint, von den delle torri gewählt, und sie wurden beraten von einem Rat von 100 boni homines, in denen die arti vorherrschten. Die Regierung kam so in die Hände einiger weniger mächtiger Familien. Die Republik dehnte nun ihren Machtbereich aus. 1125 wurde Fiesole geplündert und zerstört, aber der Adel im Umland, geschützt von kaiserlichen Markgrafen, war immer noch einflussreich. Die frühen Markgrafen hatten den Florentinern gestattet, Krieg gegen die Alberti-Familie zu führen, deren Festungen sie zerstörten. Kaiser Lothar III. zwang Florenz, sich seiner Autorität zu unterwerfen, aber nach seinem Tod 1137 kehrten die Dinge wieder in ihren alten Zustand zurück, und die Florentiner kämpften erfolgreich gegen die mächtigen Grafen Guidi.
Friedrich Barbarossa hingegen, der 1152 zum Kaiser gekrönt wurde, ließ seine Autorität in der Toskana spüren und ernannte einen Welfen von Bayern zum Markgrafen.
Florenz und andere Städte wurden gezwungen, Truppen für die Feldzüge des Kaisers in der Lombardei zu stellen, und er begann, eine zentralisierte kaiserliche Bürokratie in der Toskana einzurichten. Er ernannte einen potestas (Statthalter), der in San Miniato residierte (daher der Name San Miniato al Tedesco), den Kaiser vertrat und dessen Autorität im Contado ausübte; diese doppelte Autorität der consoli in der Stadt und des potestas im Hinterland verursachte Verwirrung. Um 1176 waren die Florentiner die Herren des gesamten Territoriums der Diözesen von Florenz und Fiesole; aber ein bürgerlicher Aufruhr brach in der Stadt zwischen den Konsuln und den höheren Adligen aus, der von den Alberti angeführt und von vielen feudalen Familien verstärkt wurde, die gezwungen worden waren, ihre Burgen zu verlassen und in der Stadt zu wohnen (1177-1180). Am Ende siegten die Alberti zwar nicht, aber es gelang ihnen, gelegentlich als Konsuln zugelassen zu werden.
Die Gründung von Florenz im Jahr 59 v. Chr. geht auf die Römer zurück. Die Stadt entstand unter dem Namen Fiorentina, die Blühende, am Fuße eines Hügels, auf dem heute noch die ältere etruskische Stadt Fiesole liegt. Die Stadt wurde im Stil eines Militärlagers in einem Rastermuster gebaut. Dank ihrer guten Lage, entwickelte sich die Stadt schnell. Schon bald löste sie Arezzo als Regierungssitz des nördlichen Etruriens ab. Wirtschaftliche Macht war die treibende Kraft hinter dem städtischen Wachstum dieser jungen Kolonie.
Die Völkerwanderung (nach 375 n. Chr.) löste eine verstärkte Abwanderung der Ostgoten nach Italien aus. Die Invasion der Barbaren behinderte die Stellung von Florentia ernsthaft. Im Jahre 405 n. Chr. konnte die Stadt erst noch den Horden Radagaisus standhalten, doch später konnte sie es nicht vermeiden, in die gotisch-byzantinischen Kriege mit einbezogen zu werden. Die strategische Lage und der Stützpunkt am Arno, sowie wichtiger Punkt der Kommunikationsstrecke zwischen Rom und Padanien (Norditalien-Poebene), erklären, wieso die Stadt so stark von den Goten und den Byzantinern umkämpft war. 541-44 n. Chr. wurden neue Stadtmauern, mit der Hilfe der großen römischen Bauten, wie dem Campidoglio, dem Wasserspeicher für die Bäder und das Theater, errichtet. Die Mauer war trapezförmig und seine bescheidenen Ausmaße bezeugen den Rückgang der Stadtbevölkerung. Es waren nur noch weniger als 1000 Einwohner übrig geblieben.
Gegen Ende der Völkerwanderungszeit ließen sich die Langobarden von 570 - 774 in der Toskana nieder. In dieser Zeit fiel auch Florenz unter ihre Herrschaft. Das war wohl das dunkelste Zeitalter ihrer Geschichte. Abgeschnitten von den Hauptverkehrsstraßen, verschwand auf einmal ihre Existenzgrundlage. Für den Nord-Süd Kommunikationsfluss verließen die Langobarden ihre zentrale Route Bologna-Pistoia-Florenz, da diese zu offen dalag für die Byzantiner, die immer noch den Osten Italiens kontrollierten. Lucca wurde als Regierungssitz des toskanischen Herzogtums auserkoren, da es strategisch gut an der internen Kommunikationstraße lag. Zu dieser Zeit, nachdem Königin Theodolinda zur römischen christlichen Kirche konvertiert war, wurden die ersten christlich-religiösen Gebäude in der Stadt gebaut, einschließlich des Baptisteriums von San Giovanni (Johannes der Täufer), wenn auch nicht in seiner heutigen Form. Die alten Fundamente kann man noch heute im "Keller" der Kirche bewundern.
Ein Hilferuf des Papstes, der mit Unterstützung der Franken die Langobarden wieder aus dem Land vertreiben wollte, brachte mit Karl dem Großen die Karolinger in die Toskana. Im Gegenzug krönte der Papst Weihnachten 800 Karl den Großen zum Kaiser des Heiligen Römischen Reiches (Deutscher Nationen). Lucca war weiterhin Residenzstadt und Feudalsystem und Christentum begannen sich weiter auszubreiten. Florenz wurde zum eigenen Verwaltungsbezirk des Heiligen Römischen Reiches ernannt. Um die Jahrhundertwende wurden neue Stadtmauern gebaut, wahrscheinlich aus Angst vor einer ungarischen Invasion. Diese dritte Stadtmauer folgte teilweise der alten römischen Mauer. Im Süden wurde sie zu den neu entstandenen Vororten ausgeweitet. Florenz hat seine weitere Entwicklung der Entscheidung Markgrafen Hugos zu verdanken, als der Sohn von Gräfin Willa beschloss, Lucca zu verlassen und seinen Wohnsitz an den Flussufern des Arnos zu wählen. Dies verstärkte den neuen Verwaltungscharakter von Florenz.
Dadurch, dass Lucca nicht länger Regierungssitz der Markgrafschaft Tuszien (heutige Toskana bis hoch in Poebene) war, wurde die Lage von Florenz, in der Mitte des 11. Jahrhunderts, immer wichtiger. Zudem unterstützte die Stadt weitläufig die Kirchenreformen und spielte somit im Investiturstreit, der Kampf zwischen der päpstlichen und der weltlichen Macht um die Ernennung der Bischöfe und Äbte, eine wichtige Rolle. Repräsentative Leitfigur war der Heilige San Giovanni Gualberto, der den Orden von Vallambrosa gründete. 1055 wurde in Florenz ein wichtiger Rat von Papst Viktor II abgehalten, an dem Kaiser Heinrich III. und 120 Bischöfe teilnahmen. In der zweiten Hälfte des 11. Jahrhunderts wurden viele alte Gebäude, unter anderem das Baptisterium und San Lorenzo wieder aufgebaut. Am 6. November 1059 wurde die alte Taufkirche der Stadt - sehr beeindruckend renoviert, ähnlich der heutigen Form, von Papst Nicholas II - neu getauft. Nach dem Tod ihrer Mutter Beatrix und ihres Ehemannes Markgraf Gottfried der Bucklige, wurde Mathilde von Canossa (1046-1115) die Markgräfin der Toscana. Im ausbrechenden Investiturstreit nahm Mathilde zunächst zwischen König Heinrich IV. und Papst Gregor VII eine vermittelnde Position ein, was zur Absolution Heinrichs IV. auf ihrer Stammburg Canossa (Januar 1077) durch den Papst führte. Der Gang Heinrichs IV. nach Canossa ist auch heute noch ein Sprichwort für unangenehme Büßergänge. 1078 ließ sie um Florenz neue Stadtmauern bilden. Diese vierte Mauer folgte zum Großteil den Karolingischen Mauern, schloss jedoch diesmal im Norden das Baptisterium, Santa Reparata und die Residenz der Gräfin mit ein. Während dieser Zeit war die Stadt in vier Stadtteile aufgeteilt. Die Stadtteile nahmen den Namen von den vier Stadttoren: im Osten die Porta San Piero, im Westen die Porta San Pancrazio, im Süden die Porta Santa Maria und im Norden die so genannte "Porta del Vescovo (= Bischof)".
Nach dem Tod der kinderlosen Markgräfin Mathilde von Canossa im Jahr 1115 wurde Florenz zur freien Kommune. In dieser Zeit entwickelten sich sowohl der Handel, als auch das Gewerbe (Wolle und Seide) und damit wurde das Bürgertum immer wohlhabender. Die Adelsgeschlechter regierten die Stadt. Durch die Führungsrolle von Florenz in dem Kampf gegen den Kaiser, war es unvermeidlich, dass 1125, nach dem Tod des letzten aus dem Geschlecht der Franken stammenden Kaisers, Heinrich V., die Florentiner sich dazu entschieden, ihre rivalisierende Nachbarstadt Fiesole anzugreifen. Die beiden Städte wurden zusammengefasst und nur in geistlicher Hinsicht blieben sie unabhängig, nämlich dadurch, dass Fiesole seine eigene Diözese behielt. Die Kommunen wurden erstmals erwähnt, als sich 1138 die toskanischen Städte zu einem Bund zusammenschlossen, aus Angst davor, dass Heinrich X. der Stolze, der sie schon als kaiserlicher Gesandter unterdrückte, zum Kaiser gewählt werden könne. Ausgedehnter Handel und dadurch erlangte Ehre, waren für das ständige wirtschaftliche und demographische Wachstum der Stadt verantwortlich. Dieser Wachstumsprozess kam nur vorübergehend zum Stillstand, als Friedrich I. Barbarossa immer weiter in den Süden Italiens vordrang. Im Jahre 1185 nimmt der Kaiser der Stadt ihr Umland weg und gibt as an die Markgrafschaft der Toskana. Doch dies hielt nicht lange. 1197, nach dem Tod von Barbarossas Nachfolger Heinrich IV., nützt Florenz die Gelegenheit, um sich das Land wieder zurückzuholen.
Der Reichtum und die Autonomie der Stadt wuchsen gleichermaßen an, sodass 1173 - 1175 ein weiterer Mauerring gebaut werden musste, der zum ersten Mal auch das Viertel Oltrarno einschloss. Die Mauer war im Gegensatz zur vorherigen ungefähr doppelt so lang und schloss circa dreimal soviel Gebiet mit ein. Durch den Einschluss des Arno wurde der Fluss zu einer wichtigen Infrastruktur, Energie- und Wasservorratsquelle. Die Geschwindigkeit, in der die neuen Mauern gebaut wurden, ist ein Zeichen dafür, dass in Florenz der Reichtum regierte. Die Stadt ist zum Hauptzentrum der kontinentalen Toskana geworden, mit 30.000 Einwohnern und wuchs immer weiter durch die vielen Zuwanderer, die vom Land kamen. Die Kommune erlebte eine Zeit des Friedens, in der die Wirtschaft immer mehr expandierte. Folglich wurde Florenz gegen die Jahrhundertwende ein internationales Wirtschaftszentrum.
Die neuen religiösen Orden (Franziskaner, Dominikaner, Augustiner, Karmeliter, Serviter) spielten eine wichtige Rolle in der Strukturierung der spätmittelalterlichen Stadt.
Die Dominikaner, welche sich 1221 in der kleinen Kirche Santa Maria delle Vigne ansiedelten, bauten zum ersten Mal ihr Kloster 1246 aus und begannen dann 1278 mit dem jetzigen Bau. Die erste Kirche der Franziskaner, zu Ehren des heiligen Kreuzes - Santa Croce - wird dem zweiten Viertel des 13. Jahrhunderts zugeschrieben und 1295 wurde sie in der heutigen Form neu gebaut. Dasselbe passierte mit den Augustinern von Santo Spirito, welche sich 1259 im Herzen des Stadtteils Oltrarno niederließen und 1296 die Kirche vergrößerten. Zusammen mit der neuen Kathedrale Santa Maria del Fiore, deren Konstruktion im Jahre 1294 begann, machten die großen Kirchen, die durch Bettelmönch-Orden Ende des 13. Jahrhunderts gebaut wurden, den Hauptteil der gotischen und religiösen Baukunst in Florenz aus.
Bis zum Ausbruch der Pest von 1348, welche etwa zwei Drittel der Einwohner von Florenz tötete, war Florenz zu einer der meist bevölkerten Städte der Welt geworden. Diese Vormachtsstellung spiegelte sich auch in einer regen Bautätigkeit wider. Bedeutende weltliche und religiöse Bauwerke, wie der Palazzo Vecchio, S.Maria Novella, S. Croce, S. Maria del Fiore, der Campanile von Giotto und Orsanmichele, entstanden. In dieser Zeit prägten Künstler, wie Giotto, Cimabue, Arnolfo di Cambio und Andrea Pisano, das Stadtbild.
Anfang des 14. Jahrhunderts hatte die Stadt die schwere Last des Krieges gegen die mächtigen Ghibellinen Signoria von den Visconti und den Scaligeri zu tragen. An diesen Krieg schlossen sich auch die Pisaner und die Lucchesen an. Zwei schwerwiegende Niederlagen, eine 1315 und die andere zehn Jahre später, brachten Florenz dazu, erst nach dem Schutz der Angeviner Truppen zu bitten und sich dann freiwillig der Herrschaft von Karl, Herzog von Kalabrien - aus dem Hause Anjou - zu unterwerfen. Der Tod des Herzogs im Jahre 1327 stellte unerwartet wieder die Freiheit der Florentiner Kommune her. Doch es war hier noch nicht zu Ende. Ein erneuter Versuch, Pisa und Lucca einzunehmen versagte kläglich. Die Florentiner, die 1339 von der ghibellinischen Armee unter der Führung des Herrschers von Verona, Martino della Scala, erneut besiegt wurden, mussten so wieder einmal um Hilfe, diesmal von König Robert, bitten. Dies endete in einer kurzen Tyrannei, bis die Bevölkerung dem Gewalt- und Machtmissbrauch müde geworden war und die bürgerliche Freiheit rekonstruierte, indem sie den Tyrannen stürzten.
Während des 14. Jahrhunderts wurden die internen Zwiste und Kriege durch Hungersnöte und Epidemien verschlimmert, insbesondere der Schwarzen Pest im Jahre 1348, welche die unstabile Situation noch mehr verschlechterte. Weitere Schäden entstanden durch die zerstörende Flut 1333, welche auch alle Brücken bis auf die Rubaconte mit sich riss. Somit war das 14. Jahrhundert ein Jahrhundert politischer und wirtschaftlicher Krisen. Nach dem beeindruckenden Wachstum im 13. Jahrhundert, nahm die Stadt langsam Formen an, und eine echte Stadt-Planungs-Politik, welche bestimmte, wie die Gebäude zu bauen seien, machte sich langsam bemerkbar. Durch das ganze 14. Jahrhundert hindurch wurde eine Vorkehrung nach der anderen getroffen, um die Straßen zu erweitern.
Als die Macht am Ende des 14. Jahrhunderts an das Popolo grasso zurückging, wurde in Florenz eine oligarchische Regierungsform eingeführt und eine kleine eingeschränkte Anzahl von Kaufleuten aus der mittleren Klasse herrschte die nächsten 40 Jahre über die Stadt. Es entstand jedoch auch eine wachsende Opposition zu dieser Oligarchie, welche sich die Unzufriedenheit der breiten Masse zum nutzen machte. Derjenige Teil der Mittelklasse, der von der Macht ausgeschlossen war, brachte alle Waffen zusammen und fand in Giovanni de' Medici, Kopf des reichsten und machtvollsten Unternehmen von Calimala, einen geeigneten Führer. Nach Giovannis Tod (1429) wurde der Unterschied immer deutlicher, während die positive Meinung für die Medici immer weiter wuchs. Giovannis Erstgeborener wurde Alleinherrscher der Stadt, obwohl er diese Tatsache zu verstecken versuchte, indem er die alte republikanische Institution beibehielt, ihr dafür aber jede effektive Macht nahm. Giovanni, der 1464 verstarb, wurde vom mittelmäßigen Piero der Gichtige (14641469) abgelöst. Dessen Sohn, Lorenzo der Prächtige, führte diese Versteck-Politik bis nahezu dem Ende des Jahrhunderts fort, indem er die traditionellen Ämter beibehielt. Doch war es auch nie außer Frage, was er wirklich darstellte: der wirkliche Alleinherrscher über Florenz.
Während der Jahre, in denen die kaufmännische Oligarchie Florenz beherrschte und in den frühen Jahren der Medici-Herrschaft, schuf der wachsende Kontakt zum antiken Rom und Griechenland den Ansporn zu einem neuen Geist. Die Stadt wurde zum Zentrum des Schaffens des Humanismus. Der Mensch erwägt sich selbst als das ultimative Ende, begierig nach rationalem Wissen und mit der Neigung seine Dominanz gegenüber der Natur, die ihn umgibt und der Geschichte die ihm vorausgegangen ist, zu verstärken. Literatur, Wissenschaft, Kunst und menschliche Aktivitäten kamen an erster Stelle und es war ein goldenes Zeitalter des europäischen Intellekts und Kultur. Nehmen wir als Beispiel Filippo Brunelleschi: zwischen 1420 und 1446 schaffte er eine Gruppe von Werken, welche eine der wichtigsten Momente in der Geschichte der florentinschen Architektur und Stadtplanung widerspiegeln sollte. Es ist allen voran Brunelleschi und dann als zweites den anderen Exponenten des frühen 15.Jahrhunderts zu verdanken, dass Florenz sich seit dem als die "Renaissance-Stadt" schlechthin, idealisiert von den Humanisten dieser Zeit, präsentiert. Eine unglaubliche Anzahl an künstlerischen Persönlichkeiten vollbrachte dieses Image der Renaissance-Stadt. Unter ihnen Donatello, Masaccio, Filippo Lippi, Domenico Ghirlandaio, Sandro Botticelli, Beato Angelico, Michelozzo, Giuliano da Sangallo und Benedetto da Maiano, welche nur eine geringe Auswahl darstellen.
Lorenzo der Prächtige wusste seine persönliche Macht durchzusetzen, ohne die republikanische Verfassung zu stürzen. Nach seinem Tod 1492 brauchte sein Nachfolger, sein Sohn Pietro der Unglückliche, allerdings nur ein paar Jahre, um die wunderbare Struktur der Medici Dynastie zu zerstören. Die feige Politik von Pietro in Bezug auf den Eindringling Charles VIII zwang die Stadt dazu, ihn zu stürzen und die Republik vollständig zurück zu bilden. Die Leute waren in zwei Gruppen geteilt: die Anhänger der Medici und die Bürger, die von Girolamo Savonarola geführt wurden. Diese zweiten wollten eine Reformierung der Regierung bewirken, durch das Einsetzen einer neuen Regierung, in welcher der "Gran Consiglio", der aus Mitgliedern der wichtigsten Familien bestand, eine große Bedeutung spielen sollte. Aber dies weilte nur von kurzer Dauer, bevor die Medici und ihre Unterstützer, dank der Tatsache, dass Savonarola als Ketzer verurteilt wurde, ein Comeback schafften. Er wurde auf Anordnung von Papst Alexander VI am 23. Mai 1498 auf der Piazza della Signoria auf dem Scheiterhaufen verbrannt. Dies war der Zeitraum, in dem Michelangelo seine berühmte Statue des David schuf, die gegenüber der Piazza della Signoria als Wächter des Friedens aufgestellt wurde. Auf Geheiß des Papstes hin befand sich die Stadt danach wieder unter der Herrschaft der Medici. Sie war alliiert mit dem König von Aragon, dessen Wort in Italien, nachdem der französische König es verlassen hatte, Gesetz war. Die Beförderung auf den päpstlichen Thron, erst von Giovanni de' Medici im Jahre 1512, dann von Giulio (Clement VII), schien die Macht der Medici wieder zu bekräftigen. Doch als 1527 die Nachricht der Plünderung Roms nach Florenz durchdringt, rebellierte die Bevölkerung und die Medici wurden wieder einmal aus der Stadt vertrieben. Die Stadt verkündete ihre Unabhängigkeit. Das war der letzte klägliche Versuch, eine Republik zu schaffen. Am 12. August 1530, nach einer elfmonatigen Belagerung, dringen die kaiserlichen Truppen zusammen mit den Papsttruppen nach Florenz ein und im darauf folgenden Jahr, mit kaiserlichem Zugeständnis, wird Alexander de' Medici zum Oberhaupt der Regierung und des Staates erklärt. Der neue Herrscher, den man nach einer späteren Entscheidung "Herzog der Republik von Florenz" nennen sollte, schaffte eine Tyrannei, mit neuen Institutionen, die alle unter seiner Kontrolle standen. Zudem begann er außenpolitisch sich mit allen wichtigen europäischen Regierungshäusern zu verbünden. So heiratete er die leibliche Tochter von Kaiser Karl V und vermählte seine Stiefschwester Katharina mit dem zweiten Sohn von Franz I.
Die Gegner der Medici, angeführt von Filippo Strozzi, versuchten vergeblich die Regierung des Herzog Alessandro zu stürzen. Sie waren sogar erfolglos, als Lorenzino de' Medici im Jahre 1537 Alessandro umgebracht hat. Der einzig mögliche Nachkomme war Cosimo der Jüngere, Sohn von Giovanni delle Bande Nere, ein jüngerer Zweig der Familie, da der Zweig von Cosimo dem Älteren schon erloschen war. Mit nur 17 Jahren schaffte es der Herzog mit Respekt zu regieren und baute allmählich eine absolutistische Alleinherrschaft auf. Zu seinen Lebzeiten schaffte er es, die ablehnenden Splittergruppen zu brechen und die Stadt wieder zu kräftigen. So brachte er auch Siena im Jahre 1555 unter die Herrschaft von Florenz. Er bekam einen Hoheitstitel durch den Papst verliehen und am 5. März 1570 wurde er von Pius V. zum Großherzog der Toskana gekrönt. Mit seinem Tod 1574 überließ er die Regierung an seinen Sohn Francesco, der bis 1587 regierte und dann von seinem Bruder Ferdinando (1587-1609) abgelöst wurde.
Obwohl sich Leonardo da Vinci einen Namen durch den Medici Hof schaffte, kam er nicht mit der Philosophie des Hofes zurecht und verließ daher 1482 Florenz, um nach Mailand zu gehen.
Als er 1500 zurückkam, war die Stadt immer noch republikanisch, doch nicht mehr für allzu lange Zeit (1512). Die ungenaue neu-platonische und ausweichende Ideologie wurde von Machiavellis krasser empirischer Vorstellung eines modernen Staates ersetzt. Michelangelo und Raffaello hatten bereits eine neue künstlerische Atmosphäre in Florenz geschaffen, während Leonardo künstlerisch in Mailand verknüpft war. 1504 verließ auch Michelangelo die Stadt und ging in das damals künstlerische Zentrum, nach Rom.
Die großen neuen Schirmherren dieser Periode waren die Päpste Clement VII, Julius II und Leo X. Raffaello übersiedelte von Urbino nach Florenz im selben Jahr, als Michelangelo nach Rom ging. Er blieb dort vier Jahre, lang genug, um die Spuren einer neuen Kunstvorstellung zu hinterlassen und seine ideale Form und technische Perfektion zu schaffen. Das komplexe und dramatische Erbe, das Michelangelo zurückgelassen hatte und das raffinierte, rastlose Verständnis von Leonardo, schufen die Basis des Manierismus.
1516 kam Michelangelo aus Rom zurück, um die Fassade von der Kirche San Lorenzo im Auftrag von Papst Leo X - auch ein Medici - zu entwerfen. Dieser Auftrag wurde später in ein anderes Projekt umgewandelt, und zwar für den Bau einer neuen Sakristei für die Gräber von Lorenzo und Giuliano dei Medici. Im Hauptraum und der Halle der Bücherei Laurenziana, mit ihrer dominierenden Zentraltreppe, welche ausschaut wie die fallende Welle eines Wasserfalls, an der Seite unterstützt durch eine Balustrade und einer dicken Reihe hoher Stufen, verfrüht Michelangelo die charakteristischen Eigenschaften des Barocks.
Nach der Belagerung von Florenz durch die Spanier 1529 und nach dem Fall der Republik, welche in der Zwischenzeit von Herzog Alessandro die Medici wieder errichtet wurde, war Michelangelo dazu gezwungen Florenz wieder zu verlassen. 1534 wurde er zurück nach Rom beordert, um die Fresken in der Sixtinischen Kapelle zu malen. Zur selben Zeit begann sich der Aspekt der Stadt Florenz zu verändern. Bis dahin bestand sie hauptsächlich aus schmalen Gassen und Gebäuden aus dem 15. und 16. Jahrhundert. So wurden neue Innenhöfe und Gärten geschaffen und die Tendenz zu weiten Plätzen, auf denen Versammlungen und Theateraufführungen stattfinden konnten, machte sich breiter. Giorgio Vasari, Maler, Architekt und Kunsthistoriker, baute den Palazzo degli Uffizi in eine große Stadthalle um. Bartolomeo Ammannati, Bildhauer und Architekt, verwandelte den Palazzo Pitti in ein langes, giebelartiges Gebäude. Bernardo Buontalenti welcher erfolgreich Ammannati als Architekt der Medici ablöste, brachte die lebendigsten Beispiele der Variationen der damaligen Kultur hervor. Dieser außergewöhnliche und vielseitige Charakter war fähig, sowohl die Stadtplanung von Livorno durchzuführen, als auch die Kronjuwelen des Großherzogtums zu entwerfen, als auch die Pläne für die Fortezza di Belvedere vorzubereiten.
Ferdinand I (1587-1609) führte die angefangene Politik seines Vaters fort und war sehr erfolgreich, das Großherzogtum zu kräftigen. Er schaffte es auch, das schwierige Gleichgewicht zwischen Frankreich und Spanien beizubehalten. Zeichen der Dekadenz wurden unter der Herrschaft seiner beiden Söhne immer deutlicher und stiegen während des 17. Jahrhunderts immer schneller an. Florenz war immer noch eine große Stadt, aber ihr Territorium war klein und konnte somit nicht mit den großen und mächtigen zentralisierten Staaten konkurrieren. Auch die wirtschaftliche Situation hatte sich gedreht. Handel und Handwerk waren am abfallen und zumindest bis zum Ende des 16. Jahrhunderts war nur noch das Bankwesen auf europäischem Niveau. Aber auch dies ließ immer mehr nach.
Ferdinand I wurde vom Kränklichen II (1609-1621) abgelöst, der durch seinen Tod die Herrschaft an seine Frau Maria Magdalena von Österreich und seine Mutter Christine von Lothringen abgab. 1628, als die Herrschaftsperiode dem Ende zuging, bestieg Ferdinand II den Thron und regierte bis 1670. Obwohl angenommen wird, dass er einer der besten der Medici Herrschaft war, konnte er nichts gegen den unaufhaltsamen Verfall von Florenz und der Toskana unternehmen. Genauso wenig konnten es seine Nachfolger Ferdinand III (1670-1723), noch Gian Gastone, welcher 1737 ohne Thronfolge verstarb. Die Stadt, kulturell in eine provinzielle Rolle verurteilt, spiegelt immer noch eine gewisse Vitalität wider, welche sich vor allem im Bereich der Musik und den vielen Akademien ausdrückt. Ab dem späten 16. Jahrhundert und durch das ganze 17. Jahrhundert entstanden zahlreiche Literatur-Akademien. Die Accademia della Crusca, deren Hauptaufgabe ein Wörterbuch zu schaffen war, welches zum ersten Mal 1612 erschien, wurde 1582 gegründet. Für die Wissenschaft von großer Bedeutung war das Schaffen der Accademia del Cimento, 1657 gegründet von Leopoldo de' Medici und von seinem Bruder, dem regierenden Ferdinand II., finanziell unterstützt. Beide waren Schüler von Galileo, dem einzigen Genie, das im 17. Jahrhundert aus diesem Großherzogtum hervorgegangen ist.
Nach dem Tod des Großherzog Gian Gastone, dem letzten Medici, entschieden in Wien die wichtigsten europäischen Länder, dass die Toskana an Franz I. Herzog von Lothringen - der französisch-österreichischen Dynastie gegeben wird. Die Herrschaft wurde später von seinen Nachfolgern Peter Leopold I, Ferdinand II, Ferdinand III und schließlich von Leopold II übernommen.
Während die Ankunft der Lothringischen Familie in Florenz, deren Wirtschaft wieder ankurbelte, betonte es aber leider auch zugleich, die provinzielle Mentalität, welche es Florenz untersagte am internationalen Kulturwachstum teilzunehmen. Die Konsequenzen daraus musste die Stadt noch lange tragen. Die Techniken von Ammannati und Buontalenti sehr die Architektur beeinflusst, wie man in den Arbeiten von Pierfrancesco Silvani, Foggini, und Ruggieri gut sehen kann. In der Mitte des 18. Jahrhunderts, als die internationale Kultur wieder einmal im Umbruch war, baten die Lothringer den Franzosen Jadot nach Florenz zu kommen, um der Stadt einen Neo-Klassizistischen Hauch zu geben. Der Neo-Klassizismus in Florenz hat eine stark historische Note bewiesen, guten Geschmack und Eleganz, wie man unter anderem in dem kleinen Meridiana Palast in den Boboli Gärten und im Weißen Raum des Palazzo Pitti sehen kann.
Zur selben Zeit, wurde der Wirtschaftsaufschwung immer besser sichtbar: die Verlängerung der via Larga, zwei neuen Brücken und die Straßen entlang des Arno-Flusses wurden auch außerhalb den Stadtmauern. Sowie die ärmsten Viertel immer mehr ausgebaut wurden. Als Leopold II von Lothringen wieder die Kontrolle der Stadt, unterstützt von den österreichischen Truppen, gewonnen hat, wurden die Ideale der Schönheit und Eleganz des Neo-klassizistischen Stils durch die aufschlussreiche Theorie zur Natur zurückzukehren und die Freiheit der Menschheit, ersetzt. Die wachsende Ausdehnung der Wohnviertel in der Nähe der Stadtmauer und der beunruhigende Wachstum der Bevölkerung, die in den Armenvierteln lebten, war der Hauptgrund für den sozialen Krieg und Revolutionen, während die Geburt der Industrialisierung das Problem der Arbeitsbedingungen der Arbeiterklassen noch mehr betonte.
1859 verlassen die Lothringer die Stadt Florenz freiwillig. Danach und nach dem zweiten Unabhängigkeitskrieg, wird Florenz an das vereinigte Königreich angegliedert und wird für fünf Jahre von 1865 - 1870 zur Hauptstadt von Italien ernannt. Das historische Stadtzentrum wurde einer intensiven Rundumerneuerung unterzogen, welcher das jüdische Viertel und der Alte Markt, in der Nähe der heutigen Piazza della Repubblica zum Opfer fielen. Dieser Platz repräsentiert die Zerstörung von tausend Jahren Stadtbildung, ersetzt durch eine anonyme und geometrische Anordnung der Gebäude. Manche Gebäude wurden intakt gelassen, die heute noch ohne Verbindung zwischen den anderen Häusern herausragen.
Durch das ganze Jahrhundert hindurch leidet Florenz an einem Verschlechterungsprozess. Die alte Stadtstruktur kann nicht länger mit dem modernen Stadtleben mithalten und wird zu dem Problem der komplexen Realität. Nachdem Giuseppe Poggis Plan für "Florenz - Hauptstadt von Italien (1864 - 1870) genehmigt und umgesetzt wurde, dehnte sich Florenz bis zu den nahe gelegenen Hügeln aus. Es wurden die alten Stadtmauern zerstört, damit man einen Auto-Ring um die Stadt bauen konnte und es wurde die Viale dei Colli sowie der Piazzale Michelangelo konstruiert. Zudem wurden neue Wohnviertel innerhalb des Straßenringes geschaffen (das Mattonaia-Viertel rund um der Piazza dell'Indipendenza und das Maglio-Viertel rund um die Piazza d'Azeglio). Dann wurde noch das Stadtzentrum rund um die Piazza Vittorio Emanuele II (die heutige Piazza Repubblica) abgerissen um dort neue Häuser zu bauen, die hauptsächlich als Bürobauten dienten. In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts, dehnte sich die Stadt, immer noch nach den Plänen von G.Poggi, immer weiter aus, bis zu der via Vittorio Emanuele II im Westen, der Viale Volta im Osten und auf der anderen Seite des Arno bis zur via Pisano hinter dem Pignone.
Bis zum ersten Weltkrieg sammelten sich die Probleme der Stadt immer weiter an, ohne spürbare Eingriffe der öffentlichen Autoritäten. Auf einem sozialen Level wuchs immer mehr eine Bewegung, um die Arbeiterklasse aus dem Elend zu retten. Zwischen 1890 und 1915 wuchs die Bevölkerung um 50.000 an. Zwischen 1905 und1913 wurden 36.652 Zimmer gebaut und über 2.000 Billig-Miet-Wohnungen errichtet. Die Terrassen der zweistöckigen Mittelklassehäuser, bekannt als "trenini" ("Modeleisenbahn") zwischen Ricorboli und San Gervasio und zwischen dem Mugnone Tal bis San Jacopino und Rifredi, sind eine etwas ländliche Form der modernen europäischen Bauweise.