Η κατασκευή του πύργου πραγματοποιήθηκε σε τρία στάδια και διήρκεσε πάνω από 199 χρόνια. Κατά τη διάρκεια μιας περιόδου στρατιωτικής επιτυχίας και ευημερίας, εν έτι 1173, στις 14 Αυγούστου ξεκίνησαν οι εργασίες κατασκευής στο ισόγειο του λευκού μαρμάρινου κωδωνοστάσιου. Επρόκειτο για μια διακοσμητική σειρά αψίδων (τυφλή στοά) που συνοδεύονταν από κίονες με τα κλασικά Κορινθιακά κιονόκρανα.
Ο πύργος άρχισε να γέρνει αφού η κατασκευή είχε προχωρήσει στο δεύτερο όροφο,το 1178. Αυτό συνέβη εξαιτίας της απλής βάσης τριών μέτρων που είχε σχεδιαστεί και χτιστεί σε αδύναμο και ασταθές υπεδάφος, ένα σχέδιο που ήταν ατελές από την αρχή. Ακολούθως, η κατασκευή διεκόπη για σχεδόν έναν αιώνα, λόγω της διαρκούς εμπλοκής της Δημοκρατίας της Πίζας σε μάχες με τη Γένοβα, τη Λούκκα, και τη Φλωρεντία. Tο γεγονός αυτό διέθεσε στο έδαφος το χρόνο που χρειαζόταν προκειμένου να σταθεροποιηθεί. Διαφορετικά, ο πύργος θα είχε σχεδόν σίγουρα καταρρεύσει. Το 1198, στον τρίτο όροφο της ημιτελής, ακόμη, κατασκευής εγκαταστάθηκαν προσωρινά ρολόγια.
Το 1272, την κατασκευή ανέλαβε να συνεχίσει ο Τζοβάνι Ντι Σιμόνε (Giovanni di Simone), αρχιτέκτονας του Μνημειακού Κοιμητηρίου της Πίζας (Camposanto). Σε μια προσπάθεια επανόρθωσης της κλίσης, οι μηχανικοί έχτισαν άνω ορόφους με τη μία πλευρά να είναι ψηλότερη από την άλλη. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα, ο πύργος να είναι κυρτός. Η εξέλιξη της κατασκευής σταμάτησε πάλι το 1284, όταν ο λαός της Πίζας ηττήθηκε από τους Γενοβέζους στη Μάχη της Μελόρια.
Ο έβδομος όροφος ολοκληρώθηκε το 1319. Το καμπαναριό προστέθηκε εν τέλει το 1372. Χτίστηκε από τον Τομάσο Ντι Αντρέα Πιζάνο (Tommaso di Andrea Pisano), ο οποίος πέτυχε την εναρμόνιση των στοιχείων Γοτθικής αρχιτεκτονικής του καμπαναριού με το Ρωμανικό ρυθμό του πύργου. Υπάρχουν επτά καμπάνες, μία για κάθε νότα της μεγάλης μουσικής κλίμακας. Η μεγαλύτερη εγκαταστάθηκε το 1655.
Μετά από μια περίοδο ενίσχυσης της υποδομής (1990-2001), ο πύργος υπόκειται σε σταδιακή αποκατάσταση της εξωτερικής όψης του, προκειμένου να επισκευαστεί η ορατή ζημιά, κυρίως η διάβρωση και η αμαύρωση του. Τα σημάδια αυτά είναι ιδιαίτερα έντονα, λόγω της ηλικίας του πύργου και της έκθεσης του σε άσχημες καιρικές συνθήκες.