La momentul respectiv, Pisa reprezenta o importantă putere comercială şi era unul dintre cele mai bogate oraşe din lume, iar turnul clopotelor era cel mai mare văzut vreodată în Europa. Construit din marmură, var şi pietre de granit, turnul are o înălţime de 55,86 de metri şi o greutate de 14.453 de tone, cu un diametru al bazei de 15,48 de metri. Lucrările au fost stopate pentru aproape un secol pentru a fi reluate abia în 1272.
Din cauza structurii geologice a solului compus din argilă şi nisip, turnul a început să se încline în 1272 cu 0,2 grade spre nord, pentru ca în 1278 să înceapă să se încline spre sud cu aproape 1 grad. În 1360 înclinarea turnului continuă cu aproape 1,6 grade, lucrările sunt încheiate în 1370. În 1817, doi arhitecţi britanici stabilesc că înclinaţia turnului a atins cinci grade. Arhitectul italian Alessandro Della Gherardesca sapă, în 1838, un culoar circular în jurul fundaţiei pentru a face vizibile pietrele de temelie şi soclul. În 1859, omul de ştiinţă francez realizează câteva măsurători care stabilesc că săpătura realizată de arhitectul italian Gherardesca a sporit şi mai mult procesul de înclinare şi permiţând infiltrarea apei la bază. Din 1911 au loc măsurători anuale cu ajutorul teodolitului pentru a stabili gradul de înclinare.
În 1934, un grup de ingineri sapă 361 de gropi în fundaţie şi introduc 80 de tone de ciment pentru a consolida fundaţia. În 1990 guvernul italian a decis închiderea accesului publicului în Turnul din Pisa, în ciuda criticilor venite din partea oficialităţilor locale. În 1992, în încercarea de a stabiliza temporar clădirea, au fost construite în jurul turnului, până la al doilea etaj, tendoane din fier, căptuşite cu plastic. În anul următor a fost construită o fundaţie din beton în jurul turnului, iar în partea nordică a acestuia au fost plasate contragreutăţi. Utilizarea acestora a reuşit să reducă înclinaţia cu aproximativ doi centimetri.
În 1995, comisia care supraveghea restaurarea a încercat să înlocuiască contragreutăţile inestetice cu cabluri subterane. Inginerii au îngheţat pământul cu azot lichid, însă acest fapt a cauzat o mărire dramatică a înclinaţiei, iar proiectul a fost anulat. În 1999, inginerii au început un proces de extragere a pământului de sub partea din nord, fapt care, în câteva luni, a început să prezinte efecte pozitive. Pământul a fost îndepărtat într-un ritm foarte lent, nu mai mult de câţiva metri cubi pe zi, turnul fiind susţinut cu un ham masiv din cablu pentru a evita eventuala destabilizare bruscă a acestuia. În şase luni, înclinaţia a fost redusă cu peste 3 cm, iar până la finele anului 2000, cu aproape 30 de cm. După ce s-a obţinut o reducere de 47 de cm, proiectul a fost finalizat. Din 15 decembrie 2001, turnul a fost din nou deschis publicului vizitator.
