I segnali di ripresa che Firenze registra nel IX-X secolo si consolidano agli inizi del nuovo millennio. Mancano dati archeologici e fonti scritte che documentino con certezza la situazione economica e demografica della città, ma alcuni indizi indicano una generale tendenza espansiva, che si riverbera sull’assetto urbano.
Nel 1040 è documentato per la prima volta il porto fluviale nei pressi della chiesa di S. Remigio, che doveva occupare un’ansa del fiume oggi scomparsa, ma ancora leggibile nella disposizione radiale dell’edilizia tra via dei Neri e via della Mosca. Comincia inoltre a comparire una serie di borghi esterni alle mura, a partire da quello posto tra la porta meridionale e l’Arno. In questa fascia sono attestate molte case e officine di fabbri già in un documento del 1038, e qualche decennio dopo vi sono ricordati per la prima volta la chiesa dei SS. Apostoli e il borgo omonimo. Questa zona viene difesa a est da un muraglione che prolunga la vecchia cinta fino all’Arno, dove si trova una sorta di piccola cittadella fortificata, il castello d’Altafronte.
Come già era avvenuto in epoca antica, l’espansione della città avviene lungo le principali direttrici viarie esterne alle mura. Tra il 1090 e il 1138 si ha notizia dell’esistenza di un borgo fuori dalla porta S. Piero, posta sul lato orientale delle mura; del borgo di Balla, sviluppato lungo la strada diretta verso Fiesole; del borgo di S. Remigio, tra la città e i resti dell’anfiteatro romano. Attorno al 1175 viene inoltre costruita la chiesa di S. Maria Soprarno, non lontano dalla testata meridionale del ponte, a testimonianza del progressivo popolamento anche dell’area di Oltrarno.
L’incremento demografico sembra accompagnato da una più complessa articolazione spaziale e funzionale dell’organismo urbano. Nel 1076 ad esempio è menzionato per la prima volta il mercato di porta S. Maria, poi detto semplicemente Mercato Nuovo, dove evidentemente viene spostata una parte dei commerci esercitati nella più antica area di mercato, corrispondente al foro romano, che si comincia a designare con il nome di Mercato Vecchio. Tra XI e XII secolo aumenta inoltre il numero degli edifici religiosi costruiti all’interno e nelle immediate vicinanze della città. Le istituzioni ecclesiastiche favoriscono e organizzano lo sviluppo urbano suddividendo i terreni di loro proprietà, frutto delle donazioni dei fedeli, per venderli o affittarli allo scopo di costruire case. I lotti assumono spesso una forma rettangolare allungata, larga dai 4 ai 6 metri e profonda circa 15-20 metri, su cui vengono costruite semplici case adiacenti le une alle altre – a schiera – generalmente su due piani. Questo tipo di abitazioni, completato sul retro del lotto da uno spazio libero usato come orto o come luogo di lavoro, è alla base del tessuto edilizio di molte zone edificate a partire da questo periodo.
Agli inizi del XII sec. le iniziative di lottizzazione anche all’interno della cerchia muraria sembrano già numerose. Si deve quindi supporre che il tessuto urbano sia diventato denso, e che i numerosi spazi liberi dell’età carolingia siano stati in buona parte saturati. Nel corso del XII sec., inoltre, sono menzionate con sempre maggiore frequenza torri appartenenti a gruppi di aristocratici, la cui proprietà e il cui uso – a scopi rappresentativi e militari – vengono regolati da appositi patti. Le torri testimoniano la ripresa di modi e materiali costruttivi più impegnativi, e attorno a ciascuna di esse si raccolgono le case della consorteria che la possiede, formando l’embrione dei futuri palazzi.
Dopo il progressivo passaggio a una forma di governo comunale, negli anni Settanta del XII sec. Firenze è dotata di una nuova cerchia di mura. La nuova cinta è ruotata di circa 45° rispetto alla vecchia, in modo da includere i borghi sorti attorno alla città, e comporta lo spostamento più a ovest del Mugnone, utilizzato come fossato. L’Oltrarno resta per il momento sguarnito, o forse protetto solo da palizzate.