Il Villani concepì l'idea di comporre una cronaca dei fatti del suo tempo e della storia della sua città, Firenze, mentre si trovava a Roma, in occasione del Giubileo del 1300. Cominciata nel 1308, la redazione dell'opera lo occupò per tutta la vita e rimase incompiuta alla sua morte, avvenuta nel 1348.Fu continuata dal fratello Matteo che la protrasse per altri 11 libri finché non morì a sua volta, nel 1363. I successivi 102 capitoli, che coprono appena un anno, furono composti dal figlio di Matteo, Filippo.L'opera completa di Giovanni consta di 12 libri, divisi in due parti di 6 libri ciascuna. La sua prima edizione, che comprendeva 10 libri, fu stampata a Venezia nel 1537, mentre l'edizione completa si deve ai Giunti di Firenze, che la pubblicarono nel 1559. L'edizione ampliata dalle aggiunte del fratello e del nipote è reperibile nei Rerum Italicarum Scriptores del Muratori, voll. XIII e XIV.