Early Architecture
Inicio em 1418 Brunelleschi concentrado na arquitectura. Em duas pequenas capelas em cúpula em S. Jacopo Soprarno e S. Felicità (agora destruídas ou alteradas), Florença, experimentou a construção cómica. Nesse mesmo ano iniciou a igreja de S. Lorenzo (1418-ca. 1470), começando com a Sacristia Velha (1418-1428), uma capela cúbica com uma cúpula guarda-chuva. A igreja é uma basílica de cruz latina com três corredores arqueados, capelas laterais, e uma cúpula sobre a travessia. Toda a ornamentação é clássica, com colunas coríntias, pilastras, e molduras clássicas de uma pedra azul-cinza suave (pietra serena) contra paredes de estuque claro. A loggia do Ospedale degli Innocenti (concebido 1419, construído 1421-1451), Florença, normalmente considerado o primeiro edifício renascentista, é uma graciosa arcada com colunas compostas e janelas com pedimentos triangulares regularmente espaçadas acima de cada um dos arcos. Pode ter sido nesta altura que Brunelleschi trabalhou no Palazzo di Parte Guelfa, Florença; concebeu pilastras gigantes em cada extremidade do exterior (alterado na conclusão).
Em 1420 Brunelleschi começou a erguer a grande cúpula da Catedral Florentina em colaboração com Ghiberti, que acabou por se retirar do projecto. A cúpula tem um esqueleto de oito grandes costelas de pedra fechadas por duas conchas, das quais as porções inferiores são de pedra e as partes superiores de tijolo colocadas num desenho de espinha de arenque provavelmente derivado da antiga construção romana. Na sua construção de costelas e forma de arco pontiagudo, a cúpula ainda pertence à tradição gótica. Com o fecho do oculus em 1436, Brunelleschi desenhou a lanterna (concluída em 1467). Entretanto foi consultado sobre projectos noutros locais; esteve em Pisa durante 1426 para trabalhar na Cidadela e em Volterra em 1427 para aconselhar sobre a cúpula do Baptistério.
A Capela Pazzi (1429-1467), no claustro medieval de Santa Croce, Florença, tem um charmoso alpendre com seis colunas coríntias que suportam uma entabladura quebrada no centro por um arco semicircular, reflectindo a cúpula por detrás dela. A parte superior da fachada está incompleta. O interior é rectangular com uma grande cúpula guarda-chuva no centro, coberta por um telhado cónico com uma lanterna. Como em toda a sua arquitectura, Brunelleschi utilizou a pietra serena mais escura para os detalhes clássicos. Os relevos vidrados de terracota dos quatro Evangelistas nos pendentes da cúpula foram desenhados por Brunelleschi; a decoração restante foi de Luca della Robbia. Em 1432 Brunelleschi foi para Mântua e Ferrara em comissões desconhecidas, e em 1433 esteve novamente em Roma para estudar as antiguidades.