Dedicato alla Natività della Beata Vergine Marina, venne costruito per volere di Cosimo I de’ Medici nel 1549, anno in cui ebbe inizio anche la mastodontica opera di costruzione delle mura medicee.
Situato di fronte a Piazza della Repubblica (un tempo piazza d’armi), il Duomo venne consacrato nel 1554, e inizialmente presentava una navata unica, ma venne ampliato e modificato a più riprese a partire dall’inizio del Seicento (il primo ampliamento ebbe luogo nel 1623, uno successivo venne fatto nel 1700 ed il più recente nel 1950).
Presso l’altare del Crocifisso ligneo cinquecentesco, che all’epoca si trovava alla destra dell’Altar Maggiore, fu istituita nel 1566 la Confraternita della Reverenda Misericordia, e il 4 maggio del 1814 venne celebrato un Te Deum in onore di Napoleone Bonaparte, inviato in esilio all’Elba e appena nominato regnante dell’Isola.
Sotto il dominio francese l’altare maggiore in stucco fu sostituito con uno in marmo proveniente dalla chiesa del Carmine, sconsacrata da vari anni e trasformata in Teatro da Napoleone (oggi Teatro dei Vigilanti “Renato Cioni”).
