L’edificazione del duomo iniziò nel 1064 su progetto del Buscheto utilizzando i fondi del bottino di guerra ottenuto con la vittoria sui Saraceni avvenuta Palermo. Dedicata a Santa Maria Assunta, la basilica risente di influenze bizantine, normanne, arabe e lombarde e rappresenta un capolavoro del romanico pisano. Completamente rivestita in marmo bianco e grigio con inserti multicolori e mosaici vitrei, deve il suo attuale aspetto a rimaneggiamenti avvenuti nel corso dei secoli, il più significativo avvenne nel 1595 in seguito ad un incendio che provocò ingenti danni. La facciata è un tripudio di colonne, lesene, cornici, loggette e archi. L’interno a tre navate divise da colonne marmoree è rivestito in marmi bianchi e neri, splendido il soffitto a cassettoni della navata centrale in legno dorato e dipinto, riportante lo stemma dei Medici. Sempre nella navata centrale da notare il pulpito, opera di Giovanni Pisano, e il lampadario per incenso che secondo la leggenda fu alla base dell’intuizione di Galileo sull’isocronismo del pendolo.
Sulla strada per Bagni di Lucca è possibile effettuare una deviazione verso Pieve di Brancoli. Grazie ad una strada panoramica, affiancata da ulivi e pini, si raggiunge la Pieve considerata uno dei migliori esempi architettonici del XI e XII secolo. I primi documenti relativi alla Pieve risalgono al 1062 anche se si pensa esistesse già intorno al 772, l’interno a tre navate conserva un fonte battesimale e un pulpito risalenti al XII secolo, di notevole interesse è l’altare disposto su colonnini.