Ulteriori interventi si ebbero nel tardo Cinquecento ad opera di importanti artisti: il Giambologna realizzò gli stucchi della corsia degli uomini; Alessandro Allori affrescò la cappella della corsia degli uomini; Bernardo Buontalenti dipinse ad affresco le pareti ed il controsoffitto della corsia delle donne, opere oggi staccate e conservate nella Pinacoteca dello Spedale degli Innocenti. Il Buontalenti progettò anche il grande porticato che ancora oggi sta all'ingresso principale, anche se non ne vide la messa in opera. Fu infatti eseguito da Giulio Parigi (1611) e portato a termine definitivamente solo nel 1960.