.De toren werd in drie stappen ,over een periode van 200 jaar, opgebouwd. De constructie van de eerste verdiepingen begon op 9 augustus 1173. Na de bouw van de derde verdieping in 1178 ging de toren hellen. Werken aan de toren laggen daarna ongeveer 100 jaar stil, doordat de inwoners van Pisa in oorlog verwikkeld waren met Genua en Florence. Dit gaf de grond tijd om te zetten - was de toren in èèn keer afgebouwd dan was hij zeker omgevallen. In 1272 werd de bouw hervat door Giovanni di Simone. Toen al merkte men op dat de reeds gebouwde verdiepingen scheef stonden, en er werd dus besloten die scheefheid in de volgende verdiepingen te neutraliseren door aan ene zijde meer mortel te gebruiken dan aan de andere. De bouw viel opnieuw stil in 1284. In 1372 werd de toren afgewerkt, met de bouw van de laatste, bovenste verdieping. De toren was toen al sterk naar de andere zijde gekanteld, en opnieuw werd besloten dit constructief op te lossen: de bovenste verdieping werd opnieuw recht gebouwd (hier waren ingrijpende wijzigingen voor nodig, zo heeft het opstapje bovenaan aan èèn zijde drie treden minder dan aan de tegenoverliggende kant). Galileo demonstreerde in 1609 bovenop deze klokkentoren hoe een telescoop werkte.
