Le  notizie attualmente in nostro possesso non permettono di conoscere con precisione la vita dell'artista nella seconda metà del XIII secolo. Due date giunteci attraverso documenti dell'epoca sono  in  pratica  i soli indizi in grado di indicarci l'arco cronologico della sua produzione: Cimabue è menzionato in un documento romano del 1272 e  si testimonia inoltre la sua presenza a Pisa negli anni 1301-02 allorché egli assume l'incarico di eseguire, oltre  ad  altre  commissioni,  la figura a mosaico di San Giovanni nell' abside della cattedrale. Si sa inoltre che lavorò, intorno al 1285, alla decorazione delle  basiliche superiore e inferiore di San Francesco in Assisi. È necessario usare grande precauzione nel ricostruire la genesi della sua opera, diffidando di interpretazioni fantastiche di alcuni periodi oscuri della sua vita o di valutazioni troppo schematiche; lo stesso atteggiamento va tenuto nei confronti delle affermazioni del Vasari, tendenti a mitizzare la figura artistica e umana  del  grande  pittore toscano. Tuttavia non è impossibile tracciare un quadro generale dell'evoluzione artistica di Cimabue.

Risale verosimilmente al periodo del viaggio romano (1270-75) l'elaborazione  di  uno  stile  originale sorto come reazione alla «maniera greca» bizantineggiante assai diffusa in quel periodo a Firenze e in  numerose  città  italiane.  Lo stile di Costantinopoli si era diffuso in Italia con l'afflusso degli artisti orientali  che  emigravano  a  causa  dell'affermazione  degli iconoclasti. Alla fine del XIII secolo la fonte ispiratrice della loro arte, i cui modelli erano stati tramandati di generazione in generazione senza che vi si apportassero sostanziali innovazioni, appariva ormai inaridita. Il giovane Cimabue compie il suo apprendistato di pittore e mosaicista in questo ambiente. L'aneddoto del  piccolo  Cenni  che  si  allontana dalla scuola per ammirare i Greci venuti a restaurare le decorazioni della cattedrale  fiorentina  testimonia  assai  bene,  pur  nei  toni leggendari del racconto vasariano, l'atmosfera culturale della Firenze di quegli anni. Cimabue prende così a prestito dalla tradizione bizantina i diversi modelli  iconografici:  i  grandi  crocifissi,  le ieratiche immagini della Vergine e i «dossali» d'altare. I crocifissi sono le opere più antiche; in quello conservato al museo dell'Opera di Santa Croce a Firenze,  gravemente  danneggiato  dall'inondazione  del 1966, la disposizione a «S» della grande figura dolorosa del Cristo sembra staccarsi dalla croce  le  cui  estremità  hanno  la  forma  di piccole icone raffiguranti la Vergine e San Giovanni; l'impassibile solennità dei modelli orientali sembra ripiegarsi su se stessa assumendo, come il volto dell'evangelista, un atteggiamento pensoso. L'originalità di questa visione iconografica può forse essere messa in relazione col soggiorno romano dell'artista; in molti centri italiani infatti (la Siena di Duccio, la Pisa dei nuovi scultori,  la  Roma  di Pietro Cavallini, attivo tra il 1270 e il 1330) fervevano intense ricerche artistiche.

Ad Assisi, dove vari importanti pittori partecipano alla decorazione della basilica di San Francesco, Cimabue entra in contatto diretto con l'architettura  (si  tratta  infatti  di dipingere a fresco) inserendo in essa le immagini a lui più congeniali: un disegno  più  morbido  determina  forme  più  ampie  ed espressive non senza una certa influenza dei ritmi gotici. La Vergine in trono con angeli e profeti, dipinta per Santa Trinità di Firenze  e oggi agli Uffizi, risale probabilmente al 1285. In essa l'unità plastica non  è  ancora  perfettamente  realizzata  ma  il  linguaggio formale, ormai delineato, preannunzia l'arrivo di un nuovo artista, Giotto, iniziatore di una lunga gloriosa stagione dell'arte italiana. Come nel Giudizio e nella Crocifissione,  un  abisso  separa  queste immagini dalle interpretazioni bizantineggianti dei pittori della stessa generazione. Del resto i contemporanei furono i  primi  a  dare alla personalità del Cimabue lo spessore di un maestro, giustamente collocandolo in una posizione superiore rispetto a  quelli  che  erano venuti prima di lui e insieme con lui. Con il mosaico di San Giovanni nell'abside della cattedrale di Pisa si chiude il  ciclo  delle  opere attribuite a Cimabue lasciando tuttavia aperto un problema riguardante ancora una volta la città di Roma e l'inizio della carriera del pittore: la  sua  opera  non  si  ispira  in  qualche  punto  all'arte dell'antichità? La lenta riscoperta dell'arte classica, verso cui la città di Firenze prima e in seguito tutta  la  civiltà  rinascimentale avranno debiti notevoli, compie i suoi primi passi nell'arte del XIII secolo.

Ragazzo prodigio nel racconto di Vasari

«... crescendo, per esser giudicato dal padre e da altri  di  bello  e acuto ingegno, fu mandato, acciò si esercitasse nelle lettere, in S. Maria Novella a un maestro suo parente, che allora insegnava grammatica a' novizi di quel convento; ma Cimabue in cambio d'attendere alle lettere, consumava tutto il giorno, come quello che a ciò si sentiva tirato dalla natura, in dipingere, in su' libri et altri fogli, uomini, cavalli, casamenti  et  altre  diverse  fantasie; alla quale inclinazione di natura fu favorevole la fortuna; perché essendo chiamati in Firenze, da chi allora governava la città,  alcuni pittori di Grecia, non per altro, che per rimettere in Firenze la pittura più tosto perduta  che  smarrita,  cominciarono,  fra  l'altre opere tolte a far nella città, la cappella de' Gondi, di cui oggi le volte e le facciate sono poco meno che consumate dal  tempo,  come  si può vedere in S. Maria Novella allato alla principale cappella, dove ell'é posta. Onde Cimabue, cominciato  a  dar  principio  a  questa  arte  che  gli piaceva, fuggendosi spesso dalla scuola, stava tutto il giorno a vedere lavorare que' maestri; di maniera che, giudicato dal padre e da quei pittori in modo atto alla pittura, che si poteva da lui  sperare, attendendo a quella professione, onorata riuscita; con non sua piccola soddisfazione fu da detto suo padre acconciò con esso loro; là dove di continuo esercitandosi, l'aiutò in poco tempo talmente la natura, che passò di gran lunga, sì nel disegno come nel colorire, la maniera  de' maestri che gli insegnavano». Giorgio Vasari.