Buruneleski tiene una enorme responsabilidad.
Después siguieron diversas obras, las más importantes fueron el diseño de la cúpula de la Catedral de Nuestra Señora de las Flores (1419-1436) y la sacristía de la Iglesia de San Lorenzo (1421- 1440). La compleja historia de la Catedral de Santa María del Fiore no necesita explicación. Cabe mencionar que en 1418 sólo la cúpula aún no había sido activada. El problema en aquel momento era que nadie sabía cómo construir una cúpula después del diseño de la iglesia en el siglo anterior. Esta cúpula es más grande que el Panteón de Roma y no se ha construido ninguna cúpula más grande desde el Panteón. Debido a que a los nobles de la ciudad se les prohibió usar contrafuertes y no podían construir andamios lo suficientemente altos o fuertes (y no tenían suficientes materiales), es difícil saber cómo se erigió una cúpula tan grande, o incluso simplemente cómo mantenerla. de caer. Hay que tener en cuenta también que en aquella época aún no se había desarrollado la estática, y el yeso utilizado tardaba varios días en fraguar, por lo que tuvo que estar sostenido sobre andamios durante mucho tiempo. En 1419, el gremio de comerciantes de lana convocó un concurso para solicitar propuestas arquitectónicas, siendo los principales competidores Ghiberti y Brunelleschi. Esta vez, Buruneleski ganó y fue designado.
La cúpula, el pabellón de luz (construido entre 1436 y alrededor de 1450) y el crucero (construido entre 1439 y 1445) ocuparon la mayor parte de la vida de Beruneresky, y su éxito se atribuye sin duda a sus habilidades técnicas y matemáticas. Para construir la cúpula se utilizaron más de 4 millones de ladrillos. Para transportar materiales de construcción a lugares altos, inventó la grúa, aparentemente inspirada en las descripciones de Vitruvio en los Diez Libros de Arquitectura. El libro describe la maquinaria utilizada en la construcción de grandes edificios como el Panteón y las Termas de Diocleciano en el siglo I d.C., que Brunaleschi aún podía ver con sus propios ojos en su época. Para evitar que otros plagiaran su trabajo, Buruneleski solicitó una patente para esta grúa. Burunelesky también recibió la primera patente moderna por su invención del barco de transporte.
La Catedral de San Lorenzo (1419-1480) y la Catedral del Espíritu Santo (1441-1481) de Brunelski se convirtieron en ejemplos de arquitectura renacentista, considerándose esta última más acorde con su concepto de diseño.