La grande aire rectangulaire de la place Santa Croce, devant la Basilique franciscaine, est le fruit d'un projet urbain des XIII et XIVè s. et laisse encore voir aujourd'hui l'origine médiévale de beaucoup de bâtiments qui se dressent sur son périmètre. Toutefois, les deux plus célèbres palais datent d'une époque plus tardive: le palais Cocchi-Serristori, adaptation originale d'une maison du quatorzième siècle, réalisé par Baccio d'Agnolo vers la fin du XIVè siècle (au numéro civique 1), et le Palais dell'Antella, qui a autrefois appartenu à la famille Cerchi (numéro civique 21-23), leaders du parti des Guelfes "blancs".

L'édifice fut érigé par Giulio Parigi, architecte ensuite pour le compte des Médicis du palais Pitti, répétant le motif médiéval des petites consoles faisant saillie entre le rez-de-chaussée et le premier étage et déjà présent sur les bâtiments voisins. Mais le palais dell'Antella se différencie par sa belle façade totalement ornée de fresques à festons et grotesques en 1620: l'oeuvre fut achevée en seulement vingt jours par un groupe de douze peintres dirigés par Giovanni da San Giovanni, ami de Niccolò dell'Antella.

Au-dessus de la porte d'entrée se trouve un buste de Cosme II de Médicis tandis que entre deux fenêtres du rez-de-chaussée on voit un disque en marbre datant du 10 février 1565: sa fonction est d'indiquer la ligne médiane du terrain de jeu où se déroule chaque année, à l'intérieur de la place, le spectacle du football en costume, coutume folklorique née au début du XVè siècle, suspendue en 1739 et reprise en 1930.

C'est en effet une tradition de Santa Croce que d'accueillir depuis toujours la foule de citadins pour les manifestations civiles et religieuses. C'est là que s'exprimèrent la prédication de l'Ordre franciscain et, lors de la peste de 1437, celle de Saint Bernard de Sienne. Là se déroulent également les fêtes du Carnaval, la fête du premier mai, datant de la Renaissance, tournois, joutes et carrousels auxquels participaient les jeunes de l'aristocratie florentine: parmi tout cela, les célèbres joutes célébrées par Pulci (1469) et par Poliziano (1475) dans lesquelles s'illustrèrent Laurent et Julien de Médicis.

Dominant toute la place, la basilique de Santa Croce, erigée entre 1284 et 1443 là où se dressait un petit oratoire franciscain dont les origines remontaient à 1225-26, lorsque le Saint était encore en vie agrandi en 1252. Le nouveau projet fut confié à Arnolfo di Cambio, architecte de génie, chef de la Commune à qui, très peu de temps après la ville demanda de prendre la direction des travaux de contruction de nouveau Dòme et du Palais della Signoria.

La façade est elle une oeuvre du XIXè siècle, réalisée par l'architecte Niccolò Matas entre 1857 et 1863. Près de là, à l'angle du cimetière où repose Saint Joseph, se trouve une statue de Dante Alghieri, sculptée en 1865 par Enrico Pazzi. Même le campanile est récent: il fut construit par Gaetano Baccani en 1847-65 après que l'ancien a été abattu par la foudre en 1512. De la via San Giuseppe (au numéro 5/r), on entre dans les jardins à l'arrière de l'abside et dans l'ancien dortoir du couvent qui accueille aujourd'hui l'école du cuir, en souvenir des anciennes activités artisanales de la ville (accessible également par la sacristie).

A droite de la basilique, une grille donne accès au premier cloître du couvent, ou Cloître des Morts, sur lequel s'ouvrent la Chapelle Pazzi (vers 1430-50), petit chef d'oeuvre de Filippo Brunelleschi, ainsi que le Musée dell'Opera de Santa Croce, situé dans le Réfectoire et autres locaux du couvent. Le célèbre crucifix de Cimabue (vers 1270, documenté en 1288) et gravement endommagé par l'inondation de 1966, ainsi que la grande fesque de Taddeo Gaddi (1333) avec l'Arbre de la Croix et la Dernière Cène.

Dans le quartier de Santa Croce, non loin de la Basilique, on peut également visiter le Musée de la Maison Buonarroti (via Ghibellina 70), dédié à Michelangelo étant donné qu'il l'habita, ainsi que le Musée Horne (Via de' Benci, 6), fondation privée, fruit de la collection du critique d'art anglais Herbert Percy Horne.