El cementerio, que formaba un telón de fondo para la catedral en su lado norte, fue el último monumento que se construyó, comenzando en 1277 bajo Giovanni di Simone.

Fue nombrado Campo Santo porque la tradición decía que el suelo aquí se mezclaba con el suelo de Tierra Santa, transportado en barcos pisanos que regresaban de la 3ª Cruzada. Este gran edificio fue planeado para albergar a los sarcófagos y otras tumbas agrupadas durante siglos alrededor de la Catedral. Por esta razón, en 1277 el obispo Federico Visconti firmó el acto de donación de esta tierra para construir "un espacio cerrado" para su uso como cementerio. Al principio tomó la forma de una iglesia, dedicada a la Trinidad. El trabajo se interrumpió en parte debido a la derrota de Pisa en la batalla de Meloria; cuando se reanudó en la década de 1300, el edificio adquirió su forma casi perfectamente rectangular con un claustro central.

Las paredes exteriores son de mármol blanco liso, con 43 arcos muertos y dos puertas. La puerta este es la entrada principal, sobre la cual se encuentra un tabernáculo gótico, tallado en la segunda mitad del siglo XIV, que contiene una estatua de la Virgen y el Niño, y cuatro santos. En el interior hay un claustro con arcos góticos ornamentados, bajo los cuales hay muchos sarcófagos romanos, una vez utilizados para el entierro de personas importantes.

En 1360, comenzaron los trabajos sobre frescos a lo largo de las paredes de los corredores, cuyos temas estaban relacionados con el tema de la vida y la muerte. Entre otros, se encuentran obras de Buonamico Buffalmacco y Francesco Traini, el primero de los cuales fue autor del famoso Triunfo de la Muerte y el último de un Crucifijo. Colgada en la capilla de Aulla está la "lámpara de Galileo", que una vez colgó en la catedral; Mientras lo observaba, Galileo pensó en la teoría del péndulo. Una gran cadena que cuelga de la pared es parte de las que cerraron la entrada al Porto Pisano.

Tras la derrota de Pisa en Meloria en 1284, las cadenas se rompieron y se enviaron a Génova, para ser devueltas solo después de la Unificación de Italia.