Das Erdgeschoss präsentiert das Monumentalensemble mit Hilfe von Modellen, Inschriften und Gipsabdrücken und bietet die Möglichkeit, die Skulpturen, die man während der häufigen Restaurierungsarbeiten vom Platz entfernt hatte, aus der Nähe zu betrachten. Im ersten Raum sind aus der Kathedrale stammende Intarsien, Flachreliefs und Kapitelle ausgestellt, zusammen mit dem, was von der ursprünglichen Ausstattung des Chorraums und den Kunstwerken aus dem arabischen Raum erhalten geblieben ist, ein Marmorkapitell und ein bronzener Greif, die einst mit Stolz auf der Spitze der Apsis zur Schau gestellt wurden. Die drei Seelen der frühen pisanischen Kunst - die islamische, die byzantinische und die klassische - existieren hier nebeneinander. Der breite Klostergang und der Ecksaal, der noch immer mit den originalen Fresken dekoriert ist, beherbergen die Skulpturen, mit denen Nicola und Giovanni Pisano das Baptisterium gekrönt hatten, gefolgt von Skulpturengruppen, ebenfalls von Giovanni, die die Lünetten der Portale von Dom und Taufkapelle ausschmückten. Die Monumentalskulptur für Innenräume ist, was die erste Hälfte des 14. Jahrhunderts betrifft, durch die eindrucksvollen Reste des Grabs für den Kaiser Heinrich VII. vertreten, das ursprünglich mitten im Chorraum stand. Das Grabmal ist ein Werk von Tino di Camaino, dem auch das außergewöhnliche Altarbild aus bemaltem Marmor zu verdanken ist. Es stammt vom Altar des San Ranieri und stellt das einzige uns erhaltene Zeugnis für diese Typologie dar. Aus dem Chorraum des Doms stammen auch die Bischofsgräber von Nino Pisano, dem letzten der großen pisanischen Bildhauer, und Andrea Guardi, der Schüler von Donatello, der am meisten in Pisa gearbeitet hat.
Liturgische Geräte
Einen großen Raum nimmt die Sammlung der prunkvollen, mittelalterlichen Kirchengeräte ein, die in den folgenden Jahrhunderten erweitert wurde: Die Gegenstände, die man bei den kirchlichen Ritualen benutzte, die Gewänder, mit denen man sich kleidete, sowie die Kästen und Gefäße für die Reliquien bestanden aus den kostbarsten Materialien, wie Gold, Silber, Kristall, Edelsteinen, Juwelen und Perlen; dazu passend die reich mit Miniaturen versehenen Pergamente. Auf einem Gang durch die Liturgiegeschichte gelangt man von den elfenbeinernen oder emaillierten Reliquiaren zu der kleinen Madonna aus Elfenbein und dem hölzernen Kruzifix von Giovanni Pisano, zu den Exultet-Rollen - Pergamentrollen, die der Priester von der Kanzel herabrollen ließ - zum Service des berühmten Pariser Goldschmieds Pierre Ballin aus dem 17. Jahrhundert, zu den schlichten Reliquiaren aus den Kunsthandwerkstätten der Medici und schließlich zu einem neu-gotischen Kelch, ein Geschenk des französischen Königs Louis-Philippe aus dem Jahr 1839. Von den in den Quellen erwähnten prunkvollen mittelalterlichen Stoffen sind lediglich ein Chormantel und eine bestickte Altarverkleidung aus dem 14. Jahrhundert erhalten geblieben, während die Gewänder, die nach der Reformation getragen wurden, reich vertreten sind.
Das feste Inventar des Doms
Der neue religiöse Eifer, der seit dem 15. Jahrhundert das Innere der Kathedrale durch das Hinzufügen neuer Gemälde und mit Intarsien verzierter Holzbänke verändert hatte, verlöschte mit dem verheerenden Dombrand im Jahr 1595. Die geretteten Stücke wurden zum Teil wieder verwendet, wenn auch innerhalb eines neuen Gesamtkonzepts, und zum Teil, trotz der ausgezeichneten Qualität, beiseite gestellt, wie die Intarsien der Virtù (Tugenden) nach Vorlagen von Botticelli, die des lombardischen Künstlers Cristoforo da Lendinara und die raffinierten Perspektiven des Pisaners Guido da Serravallino, die heute in den Räumen des Dommuseums ausgestellt sind. Das Werk Il trasporto delle reliquie di San Guido (1752) des Florentiners Domenico Ferretti, einst Teil der Serie von riesigen Gemälden, mit der man im 18. Jahrhundert die Wände des Doms bedeckte, befindet sich heute im Museum. Es wurde im 19. Jahrhundert durch ein anderes Gemälde ersetzt, das besser geeignet war, die vergangenen glorreichen Zeiten der Stadt zu feiern. Das geformte Tafelbild mit dem Bild der Jungfrau Maria, von den Gebrüdern Melani in den ersten Jahren des 18. Jahrhunderts gemalt, war dagegen Teil einer spektakulären beweglichen Struktur, die zum Gedenktag der Jungfrau aufgebaut wurde.
Die Camposanto-Räume
Um an den glorreichen Moment zu erinnern, in dem der Camposanto zu einem der ersten öffentlichen Museen Europas wurde, sind hier die Sammlungen ägyptischer, etruskischer und römischer Fundstücke untergebracht, die Carlo Lasinio (1759-1838), der Kurator der Museums, hartnäckig gesammelt und ausgestellt hatte. Ihm ist auch die Reproduktion des gesamten Freskenzyklus zu verdanken, der bereits damals stark ruiniert war; die ausgestellten, von Giovanni Rosini veröffentlichten Kupferstiche trugen sehr zur Berühmtheit des Bauwerks bei. Sie gehören zu einer seltenen Serie, die vom Sohn Gian Paolo per Hand ausgemalt wurde, und zum Teil auch zu einer zweiten Serie, die man 1832 in kleinerem Format druckte.