Il rivestimento della facciata di Santa Maria Novella, in marmo bianco e nero, è forse il più bello fra quelli delle chiese fiorentine. La parte bassa, fino al primo cornicione, risale alla prima metà del Trecento: imita il rivestimento romanico del Battistero ma mostra il gusto gotico nella forma a cuspide dei sei avelli (arche tombali) e delle due porte laterali. La parte superiore e il portale maggiore sono invece opera squisitamente rinascimentale di Leon Battista Alberti, chiamato un secolo dopo (nel 1456) dal ricco banchiere Giovanni di Paolo Rucellai a terminare la facciata rimasta incompiuta per mancanza di soldi. L'Alberti riprende il progetto e lo integra con grande armonia sviluppando in senso classico gli elementi medievali già esistenti.

Poi completa il tutto con un timpano triangolare e inventa due volute laterali, stupendamente intarsiate, per nascondere gli spioventi del tetto delle navate laterali. È un espediente che ritroviamo nella facciata di Santo Spirito e che sarà poi ripreso con frequenza nell'arte barocca. Sotto il timpano, domina Basilica e piazza una scritta a caratteri cubitali con il nome del Rucellai, grande mecenate del Rinascimento fiorentino, e l'anno di completamento dei lavori: il 1470. Sulla facciata si notano infine due apparecchi astronomici aggiunti nel 1572-74 dallo studioso domenicano Egnazio Danti: una sfera armillare (a sinistra) e un quadrante marmoreo (a destra) che segnalano perfettamente equinozi e solstizi.