I tre portoni di accesso al Battistero si aprono sui lati est, nord e sud della piazza. L'ingresso principale è quello ad est, che ha di fronte il Duomo e alle spalle l'interno di San Giovanni con l'abside e l'altare. Fu quindi da qui che si cominciò a progettare la sontuosa serie di porte in bronzo dorato che sarebbero diventate più celebri dello stesso tempio.
Il primo a lavorarvi fu Andrea da Pontedera, detto Andrea Pisano, che realizzò la sua porta in soli sette anni, dal 1330 al 1336: una prestazione notevole se si pensa che si trattava della prima grande impresa di fusione nel bronzo dell'arte gotica.

I due battenti sono divisi da Andrea in 28 riquadri o formelle (14 per battente) incorniciati da rosette e teste di leone. All'interno dei riquadri una cornice "polilobata" di tipico gusto gotico racchiude venti episodi della vita del Battista e, in basso, otto figure di Virtù. Ogni composizione è saldamente conclusa, con un costante rapporto tra figure e fondale, mentre costante e contenuto è anche il ritmo del racconto, senza alti e bassi. Si tratta cioè di una visione "classica" e non gotica della narrazione, che avvicina Andrea Pisano più a Giotto (con cui più tardi lavorerà al Campanile) che al suo contemporaneo e omonimo Giovanni Pisano.
La nuova porta resta al suo posto per tutto il XIV secolo. È solo nel 1401, infatti, che la Repubblica fiorentina decide di bandire un concorso per una seconda porta, destinata sempre al lato est, con l'intenzione di spostare la precedente sul lato sud, dove si trova tutt'ora (è l'odierno ingresso al Battistero). Al concorso partecipa il fior fiore degli artisti toscani: sette maestri in tutto fra cui Filippo Brunelleschi, Jacopo della Quercia e lo scultore e orafo Lorenzo Ghiberti, appena ventitreenne. Il tema, da svolgere in una formella, è quello del Sacrificio di Isacco.
Brunelleschi e Ghiberti offrono due interpretazioni diverse del soggetto e vincono a parimerito ma è il secondo, dal linguaggio ancora in parte gotico e quindi più comprensibile, ad avere la meglio ottenendo la commissione. Le due formelle presentate al concorso sono oggi esposte fianco a fianco nel museo del Bargello.

Il contratto per l'esecuzione dell'opera è firmato il 23 novembre 1403 e la porta occuperà il Ghiberti e la sua bottega per venti anni: solo nel 1424 sarà conclusa e collocata all'ingresso est al posto di quella di Andrea Pisano. Nel contratto l'artista (che nel frattempo lavorerà anche ad altre opere) si impegna a fornire almeno tre formelle all'anno ricevendone in cambio 200 fiorini (che in totale fa 4.000) e può assumere collaboratori purchè realizzi di sua mano gli alberi e i volti dei personaggi, compresi i capelli. Fra i nomi degli aiuti troviamo personalità del calibro di Donatello e Paolo Uccello.

La struttura della porta è analoga alla precedente: 28 formelle circondate dalla solita cornice gotica "polilobata" a sua volta contenuta in un quadrato decorato con motivi vegetali. L'unica variante è costituita dalle teste di Profeti che sostituiscono quelle di leone. La testina al centro del battente sinistro è quella dello stesso Ghiberti. La narrazione porta 20 riquadri con scene della vita di Cristo e 8 con gli Evangelisti e i Padri della Chiesa. Il Rinascimento si preannuncia in diversi particolari, specie in alcune impostazioni (la Disputa di Cristo con i Dottori) e nella tendenza verso un più libero naturalismo, ma il modello seguito è ancora quella gotico di Andrea Pisano.

Anche questa seconda porta riceve il plauso dei fiorentini, che decidono subito di commissionare senza concorso allo stesso Ghiberti, ormai all'apice della carriera, anche l'esecuzione della terza porta, destinata al lato nord. Questa volta l'opera durerà 27 anni, dal 1425 al 1452, ma il risultato sarà talmente strepitoso da far dire a Michelangelo che quella porta era "degna del Paradiso" e da far decidere di collocarla al posto d'onore, sul lato est, spostando a nord (dov'è tutt'ora) la prima porta del Ghiberti.

La struttura cambia completamente: i riquadri sono solo 10, cinque per ogni battente, incorniciati da una sequenza continua di testine, motivi floreali e nicchie che a loro volta contengono statuine di Profeti e Sibille. Il programma iconografico, dedicato alle storie del Vecchio Testamento, è ideato da Leonardo Bruni, umanista e cancelliere della Repubblica. Ghiberti lo realizza inserendo in ogni formella più di un episodio, con soluzioni prospettiche audaci ma coerenti. Il maestro ha ben assorbito la lezione degli ex allievi Paolo Uccello e (specialmente) Donatello, e ora ha accanto aiuti come Michelozzo e Benozzo Gozzoli. Ed è infatti nella prospettiva, ormai legge della raffigurazione, la chiave di lettura che evoca cieli, boschi in lontananza, edifici, gruppi di figure e personaggi fortemente protesi verso l'esterno, quasi scolpiti a tutto tondo.

La Porta del Paradiso diventa così il capolavoro del Ghiberti, che unisce in quest'opera tutta la sua abilità di orafo e di scultore, combinando effetti prospettici e pittorici grazie alle lumeggiature in oro, non semplice rivestimento prezioso ma parte integrante della composizione. Lo hanno ben rivelato i restauri, il primo del 1948 e il successivo reso necessario dall'alluvione del 1966. Dopo quest'ultimo intervento la porta è stata sostituita da una copia mentre le formelle originarie si conservano oggi nel Museo dell'Opera del Duomo.