Nell'interno del Duomo, fra il primo e il secondo pilastro del lato destro della navata centrale s'imbocca una scala che conduce al percorso di visita ai resti archeologici dell’antica basilica di Santa Reparata, che furono riportati alla luce in occasione di una grande campagna di scavi condotta tra il 1965 e il 1973.
In questo luogo il visitatore fa l’esperienza di un viaggio indietro nel tempo, attraverso le diverse fasi costruttive di uno dei primi templi cristiani della storia di Firenze. L’antica basilica rimase in piedi e fu officiata per più di otto secoli, e cioè dalla fondazione agli inizi del V secolo, alla demolizione avvenuta nel 1379, quando fu completato il corpo basilicale della nuova S. Maria del Fiore, di dimensioni assai maggiori, che la contenne fino a quel momento come in un gioco di scatole cinesi. Dominano il sito i resti dell’edificio paleocristiano, che era tra le più grandi chiese della Tuscia altomedievale: lunga 50 metri per 25 di larghezza, a pianta basilicale, a tre navate, ornata da uno straordinario pavimento a mosaico decorato con motivi geometrici, nodi salomonici e dalla figura di un grande pavone, simbolo di eternità e resurrezione, affiancato da una targa con i nomi dei benefattori che finanziarono la costruzione.
A questi resti si sommano quelli più antichi della Firenze romana; le tracce dei rinnovamenti carolingi, tra cui l’aggiunta di due cappelle laterali nella zona absidale, una piccola cripta e un nuovo pavimento in pietra; e quanto rimane delle trasformazioni romaniche (1050-1106), quando fu edificato un coro rialzato e una nuova cripta. Il percorso di visita è arricchito da una straordinaria serie di sepolture di varie epoche, tra cui molte lapidi funerarie figurate del Trecento provenienti dalla veneranda basilica e da una antica area cimiteriale. Al centro campeggia la tomba del XIV secolo del gonfaloniere Giovanni de Medici e il suo corredo funebre - composto da una spada, da una cotta e da speroni dorati – che è conservato in due teche, insieme ad altri manufatti rinvenuti in vari sepolcri, tra cui fibule finemente lavorate e due pallii millenari (probabilmente appartenuti ai papi Niccolò II e Stefano IX). Sono stupefacenti i resti della decorazione murale con Imago pietatis nell’absidiola destra, databile agli ultimi anni di vita dell’edificio.
Nell’area a ingresso libero del bookshop, attraverso una grata, si può ammirare la tomba di Filippo Brunelleschi, indicata da una semplice lapide in pietra serena con l’epitaffio.
L’ingresso è dalla Porta del Campanile (lato Sud) della Cattedrale. All’interno si raggiunge il percorso di visita scendendo una breve scalinata nella seconda campata della navata destra. Non sono presenti ascensori.