در سدهٔ ۱۲ (میلادی) مردم شهر پیزا تصمیم گرفتند کلیسای آنها برجی داشته باشد که برج سینت مارک را تحت تأثیر قرار دهد. گفته می‌شود در آن دوره، ثروتمندان ایتالیا و طبقهٔ اشراف برای رقابت با یکدیگر، سرشناس‌ترین هنرمندان و معماران را مأمور ساختن شاهکارهای معماری می‌کردند.

ساخت این برج در ۹ اوت ۱۱۷۳ آغاز شد.[۱] پس از آن که پایه‌های بنا حفر شدند معماری کارآزموده به نام دیوتیسالوی که مسئول ساختمان این برج بود نخستین سنگ آن را بنا نهاد. اما چند سال پس از آغاز ساخت آن، هنگامی که تنها سه طبقه پایینی آن به پایان رسیده بود و پیش از آنکه بلندی برج به ۱۲ متر برسد خمیدگی برج به سوی جنوب‌شرقی نشان داده شده بود. پس از آن ساخت این برج به مدت ۱۰۰ سال متوقف شد.

در سال ۱۲۳۴ از معمار دیگری به نام بونانو پیزانو خواسته شد تا ساختمان برج را به پایان برساند.[۲] او چهارمین سقف بنا را به پایان رساند و آن را نیمه تمام گذارد و چهار طبقهٔ بعدی آن با همان تمایل به خمیدگی به پایان رسیدند. سپس معمار دیگری، رشته کار را بدست گرفت و طبقات پنجم و ششم را تمام کرد. اما پایهٔ اصلی همچنان منحرف می‌شد. مهندسین آن زمان برای آنکه بتوانند کجی برج را درست کنند یک طرف از طبقات آن را از طرف دیگر بلندتر ساختند اما برج به طرف دیگر خم شد. در سال ۱۲۸۴ (میلادی) ساخت برج دوباره متوقف شد.

در سال ۱۳۱۹ (میلادی) معماری به نام جووانی پیزانو طبقهٔ هفتم آن را کامل کرد و ساختمان آخرین بالکن را به پایان رساند و ناقوسهای برج را نزدیک مرکز جرم سازه نصب کرد.[۳]

در سال ۱۳۵۰ (میلادی) پس از ۱۷۶ سال، ساختمان برج به بلندی ۵۶٫۷۰ متر با تعداد ۷ ناقوس در بالای آن با وزن بیش از ۲۹ تن، پایان یافت. از آن زمان تا نزدیک ۷۵۰ سال بعد، بر انحراف این برج افزوده شده و تا ۲/۴ متر از خط اصلی خود انحراف پیدا کرد. ۳۰ سانتیمتر این کجی، مربوط به ۱۰۰ سال اخیر است. این برج هر سال ۲٫۵ سانتیمتر به سمت زمین کج می‌شد و گفته می‌شد که احتمالاً تا دههٔ ۲۰۸۰ (میلادی) سقوط خواهد کرد.

انفجار بیش از هزار بمب در جنگ جهانی دوم در این شهر و رویداد نزدیک ۱۰۰ زمین‌لرزهٔ کوچک و بزرگ در این منطقه، نتوانسته‌است برج کج را به زمین بیندازد و این برج هنوز هم به خمیدگی خود ادامه می‌دهد.

از ۷ ژانویهٔ ۱۹۹۰ به دلیل افزایش خطر ریزش، از بازدید گردشگران از برج پیزا جلوگیری شد؛ زیرا در آن سال، برج پیزا بیش از پیش منحرف شده و به ۴/۵ متر و ۵/۵ درجه رسید.[۴][۵][۶] پس از ۱۲ سال و کمی راست‌سازی برج از ۱۵ دسامبر ۲۰۰۱ بار دیگر دیدار از این برج آزاد شد.[۷]