Die Fassade der Kathedrale San Francesco, Dom von Livorno, wurde nach den Bombenangriffen im Zweiten Weltkrieg fast komplett neu aufgebaut. Sie weist einen Portikus mit Rundbögen auf, den einige Inigo Jones zuschreiben, dem Vater der englischen Renaissancearchitektur.
In der Nachkriegszeit wurden an den Querschiffen zwei weitere, kleinere Portiken hinzugefügt, während im Apsisbereich, der bereits Anfang des 20.Jh.s durch einen Brunnen bereichert wurde, eine große Exedra an den neu errichteten Glockenturm angebaut wurde.
Im Querschiff des Innenraums, der den Grundriss eines lateinischen Kreuzes aufweist, befinden sich zwei Seitenkapellen: links die Kapelle des Allerheiligsten und rechts die Kapelle der Unbefleckten Empfängnis. Die Fresken, mit denen beide geschmückt waren, gingen im Zweiten Weltkrieg verloren. Das Kirchenschiff war ursprünglich mit einer wertvollen Decke aus geschnitztem und vergoldetem Holz verkleidet, die zwischen 1610 und 1614 entstand. Die darin enthaltenen sieben Gemälde konnten vor den Bombenangriffen gerettet werden und wurden anschließend in eine stark vereinfachte Struktur mit der gleichen Raumaufteilung wie das Originalwerk eingesetzt. Zwischen 1619 und 1623 schufen Jacopo Ligozzi, Domenico Cresti (genannt „il Passignano“) und Jacopo Chimenti (genannt „l’Empoli“) drei große Gemälde mit dem Hl. Franziskus, der das Jesuskind aus den Händen der Jungfrau empfängt, Mariä Himmelfahrt und der Vergöttlichung der Hl. Julia.
2006 wurde anlässlich der Feierlichkeiten zum zweihundertjährigen Jubiläum der Livorneser Diözese der Christus mit Dornenkrone von Fra Angeloico in die Kathedrale gebracht. Im selben Jahr installierte man ein monumentales Portal von Antonio Vinciguerra an der Fassade, auf dem die wichtigsten geschichtlichen Ereignisse der Stadt dargestellt sind.
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