Bazilikoje yra vieni svarbiausių italų renesanso meno darbų. Garsiausi iš jų yra [[Masaccio]] freska „Trejybė“, [[Domenico Ghirlandaio]] freskų ciklas Tornabuoni koplyčioje ir [[Filippino Lippi]] freskų ciklas Filippo Strozzi koplyčioje.
Jau išIš pat pradžių bažnyčia buvo pradėta pildyti meno kūriniais. Apie [[1285]] m. Ručelajų šeima užsakė „Maestą“ [[Siena (miestas)|Sienos]] menininkuimenininkas [[Duccio]] bazilikoje sukūrė „Maestą“ (dabar žinoma kaip „Ručelajų Madona“Madonos“ pavadinimu ir perkelta į [[Uficių galerija|Uficių galeriją]]). 1354-57 m. Strozzi koplyčią dekoravo Nardo di Cione, šios koplyčios altorinį poliptiką sukūrė [[Andrea Orcagna]]. Bazilikoje yra [[Džotas|Džoto]] kurtas [[krucifiksas]]. Kitas krucifiksas buvo sukurtas apie [[1425]] m. [[Filipas Bruneleskis|Filipo Bruneleskio]]. [[1427]] m. [[Masaccio]] atliko garsiąją savo freską „Trejybė“. [[Paolo Uccello]] atliko porą freskų vienuolyno [[Kluatras|kluatruose]]. Po to buvo sukurti didieji freskų ciklai, kuriuos 1485-90 m. atliko [[Domenico Ghirlandaio]] [[Tornabuoni koplyčia|Tornabuoni koplyčioje]] ir iki [[1502]] m. freskas ir vitražą Filippo Strozzi koplyčioje atliko [[Filippino Lippi]].
Po [[Giorgio Vasari]] perstatymų apie 1570-75 m. bazilika buvo papildyta manieristiniais darbais, tarp jų [[Bronzinas|Bronzino]], [[Alessandro Allori]] ir paties [[Giorgio Vasari]]. Pagrindinio altoriaus bazilikos krucifiksą sukūrė [[Giambologna]]. [[1602]] m. Santa Maria Novella aikštėje buvo pastatyti du [[obeliskas|obeliskai]] ant [[Giambologna]] kurtų postamentų.
