사탑 바로 옆에 자리한 웅장한 두오모는 피사가 한참 강성했던 11세기에 로마네스크 양식으로 지어졌으며 이탈리아에 있는 성당 중 가장 오래된 곳이라 한다. 정면은 작은 기둥과 아치들이 늘어서 있어 화려함을 더해준다. 이런 모양의 창이 없는 장식적 아치는 로마네스크 양식의 특징이다. 안으로 들어가 보면 가운데 지오반니 피사노의 작품인 제대가 보인다. 그 앞으로는 갈릴레이가 흔들리는 모양을 보고 진자의 법칙을 발견한 '갈릴레이의 램프'가 있다. 앞에 있는 세례당Battistero은 두오모가 완성되고 나서 한참 후에야 만들어 졌다. 안에 있는 제대는 니콜라 피사노의 작품이다.