Embora destinada a ficar na vertical, a torre começou a inclinar-se para sudeste logo após o início da construção, em 1173, devido a uma fundação mal construída e a um solo de fundação mal compactado, que permitiu à fundação ficar com assentamentos diferenciais. Com a adição de 800 toneladas de contrapesos, a torre atualmente se inclina para o sudoeste.
Em 1987 a torre foi declarada como parte da Piazza del Duomo e Patrimônio Mundial da UNESCO, juntamente com a catedral vizinha, o batistério e o cemitério. Em 7 de janeiro de 1990, após mais de duas décadas de trabalho sobre o assunto, a torre foi fechada ao público. Enquanto a torre esteve fechada os sinos foram removidos para aliviar o peso, e a torre foi segura por cabos presos em torno do terceiro nível e ancorados a várias centenas de metros de distância. Apartamentos e casas no caminho da torre foram desocupados por segurança. A solução final para evitar o colapso da torre foi endireitá-la ligeiramente para um ângulo mais seguro, removendo 38 metros cúbicos do solo abaixo. A torre foi tracionada até 18 polegadas (45 centímetros), retornando para a posição exata que ocupava em 1838. Após uma década de reconstrução corretiva e esforços de estabilização, a torre foi reaberta ao público em 15 de dezembro de 2001, e foi declarada estável por pelo menos mais 300 anos.
Em maio de 2008, após a remoção de mais 70 toneladas de terra, os engenheiros anunciaram que a torre tinha sido estabilizada em tal ordem que havia parado de se mover pela primeira vez em sua história. Eles declararam que seria estável durante pelo menos 200 anos.
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