Ako mnoho ďalších stavieb v Pise, aj zvonica je produktom dlhodobých stavebných projetov, ktoré v meste intenzívne vznikali počas dvoch storočí. Začiatok stavby sa datuje k 9. augustu 1173. O dvanásť rokov neskôr sa práce pravdepodobne prerušili vo výške štvrého poschodia. Krátko pred nástupom triásteho storočia bola zaznamenaná prítomnosť zvonára na veži ako dôkaz, že budova je schopná viesť najmenej jeden zvon a splniť ak účel, na ktorý bola plánovaná. Predpokladá sa, že stavebné práce pokračovali aj v prvej dekáde nobého storočia, existuje dôkaz o existencii dielne na mramor z roku 1231, v ktorej robotníci spracúvali materiál na vežu. V roku 1233 prisľúbil staviteľ Benato Bottici pri svojom nástupe do úradu, že bude starstlivo a pozorne dohliadať na poskytovanie prostriedkov na stavbu. V roku 1260 zakročil Giovanni di Simone, neskorší šéfstaviteľ, a práce sa oäť naplno rozbehli. Prvýkrát sa zjavila axiálna odchýlka budovy. O ďalších osemnásť rokov sa výstavba zase prerušila, v roku 1293 odmeria Giovanni Pisano nakláňanie s pomocou olovka. Až v roku 1360, po storočí nečinnosti, dokončí Tommaso Pisano konštrukciu, vztýči zvonicu a urobí niekoľko dôležitých geometrických úprav stavby. 
Veža je vysoká 58,36 metra od základov, no len 55 metrov od zeme. jej hmotnosť bola vypočítaná na necelých 14 a pol tony, ťažisko sa nachádza vo výške 22,6 metra od základov. Jej nakláňanie fascinuje návštevníkov už po stáročia, príčinou sú neočakávané a neodvratné zmeny v podloží a problémy so staikou, ktoré sa vynorli počas výstavby. Podľa zachovaných údajov bola dochýlka spočiatku minimálna - zistili to na základe presných meraní dvaja anglickí vedci Cresy a Taylor v roku 1817 a od merania Giorgia Vasariho v roku 1550 sa veža odchálila do svojeje osi len o päť centimetrov. O niekoľko rokov neskôr sa však nakláňanie veže zrýchlilo a v roku 1838 viedlo k súrnym opatreniam na stabilizáciu - nečudo, veď intenzita za dvadsať rokov vzrástla štvornásobne. Od roku 1990 bola zvonica v Pise pre verejnosť uzavretá, opäť je sprístupnili 15.