A partire dal X secolo la città si sviluppò, e dal 1115 si rese un Comune autonomo. Nel XIII secolo fu divisa dalla lotta intestina tra i Ghibellini, sostenitori dell'imperatore del Sacro Romano Impero, e i Guelfi, a favore del Papato romano. Dopo alterne vicende, i Guelfi vinsero (Colle Val d'Elsa 17 giugno 1269), ma presto si divisero internamente in "Bianchi e Neri".

La conflittualità politica interna non impedì alla città di svilupparsi fino a diventare una delle più potenti e prospere in Europa, assistita dalla sua propria valuta in oro, il fiorino (introdotto nel 1252), dalla decadenza della sua rivale Pisa (sconfitta da Genova nel 1284 e comprata da Firenze nel 1406), e dalla sua potenza mercantile risultante da una costituzione anti-aristocratica, i cosiddetti "Ordinamenti di giustizia" di Giano della Bella (1293).

A fronte di una popolazione stimata di 80.000 persone prima della peste nera del 1348 (immediatamente dopo Venezia, e subito prima di Milano e Bologna, era la maggiore città italiana dell'epoca per popolazione), 25.000 persone lavoravano nell'industria della lana. Nel 1345 Firenze fu teatro di uno sciopero da parte dei Ciompi, che nel 1378 organizzarono una breve rivolta contro il dominio oligarchico della città. Dopo la repressione, la città cadde sotto il dominio della famiglia Albizi (1382-1434), acerrimi nemici ma anche precursori dei Medici.