La ricostruzione della facciata, avvenuta entro il 1153, definisce e conclude il primo progetto dell'edificio in quanto non si ammette che già si prevedesse al tempo la costruzione del portico monumentale; i motivi sono ovvi e forse anche banali. L'architetto progettista e per lui le maestranze non poterono portare a compimento un'opera definita negli elementi e nei particolari decorativi (degli archi, dei rombi incassati, dei portali, ecc..), quando già nel progetto si prevedeva che questi a conclusione dei lavori sarebbero stati coperti da una altro corpo aggregato; ciò ci appare estremamente illogico e improbabile.
Evidentemente, allora, per motivi certamente funzionali e/o per necessità di acquisizione di nuovi spazi, si pensò in un tempo successivo di edificare un portico a due piani coperto. Peraltro, bisogna dire che i conci di ammorsatura presenti sul prospetto dell'edificio, testimoniano la continuità con altra struttura del complesso vescovile.
L'architettura della prima facciata rivela nelle parti scoperte e leggibili coerenza e modi stilistici propriamente pisani. Semicoperta dall'aggiunta del portico, quest'ultima rivendica l'autonomia originaria della propria architettura, per certi versi mortificate dall'aggregato ex novo.
Dall'esame della sezione trasversale del portico si nota che la facciata, in origine,era presumibilmente disegnata da un frontone timpanato a due spioventi leggermente ribassati.
La superficie di quest'ultima era resa plastica da un ordine si tre arcate, che includono rispettivamente nei due lunettoni laterali rombi incassati, oggi parzialmente coperti dai muri di sostegno delle volte; l'arcata centrale include una bifora con centine semicircolari ed elegante colonnina spartiluce.
Nell'ordine inferiore dell'antica facciata si rilevano in origine tre portali che aniticipavano dall'esterno l'impianto trinavato dell'edificio.
Nel corso della fabbrica il portale laterale destro venne eliminato, probabilmente per dare la possibilità di costruire la scala che che dal piano terra sale al piano superiore del portico.
Gli altri due portali laterali sinistro e mediano presentano stipiti pressochè monolitici che sostengono lisci architravi sormontati da archi di scarico a sesto rialzato e lunetta incassata.
Il mediano, che sottolinea l'ingresso centrale, evidenzia nella struttura ulteriori particolari architettonici quali la base degli stipiti con modanatura clessicista, stretti capitelli a doppio sguscio, imposte d'arco modanate, che conferiscono al portale una più sobria eleganza.
