Sur la façade interne, de chaque côté de la porte principale, ont été replacées deux fresques détachées de Paolo Uccello et Andrea del Castagno.

La peinture de Paolo Uccello de 1436, est sa première expression en style Renaissance, avec un raccourci de perspective bien calculé, une prévalence de vert - imitant le bronze – et représente le condottiere anglais Giovanni Acuto (John Hawkwood) ; l'autre, exécuté en faux marbre, de Andrea del Castagno, célébra en 1456 un autre homme d'armes : Niccolò da Tolentino.
Sur la partie gauche, vers la coupole, il y a un tableau suggestif peint en 1465 par Domenico di Michelino représentant Dante avec le livre de la Divine Comédie d'où rayonne la lumière sur Florence.