A Florence, il a 44 m d'altitude, ce qui lui constitue une pente très rapide vers le golfe de Gênes. En aval de Florence, il reçoit la Termine, l'Ombrone sur la rive droite, la Greve et la Pesa sur la rive gauche. Il s'échappe de la plaine de Florence par le défilé pittoresque de la Gonfolina entre le mont Albano et le mont Lupo, pour pénétrer dans la plaine de Pise. 

Il reçoit, dans cette dernière partie de son cours, la Pescia sur la rive droite, l'Elsa et l'Era sur sa rive gauche. A partir de Pise, la pente cesse à peu près complètement. Il erre capricieusement dans une plaine d'alluvions qu'il a créée. Son embouchure est embarrassée d'apports qui s'avancent de plus en plus vers la pleine mer.

Strabon plaçait Pise à vingt stades (3700 m) de la mer; la distance est aujourd'hui trois fois plus grande. Au XI^e siècle, le couvent de San Rossore fut bâti sur la plage même; il est actuellement à cinq kilomètres à l'intérieur des terres. Des dunes, en partie recouvertes de pins, occupent cette nouvelle portion de littoral; boeufs et chevaux y vivent à demi sauvages. 

Jadis, le Serchio était un affluent de l'Arno; les Pisans, pour éviter le danger de ses alluvions, lui ont donné au Nord un écoulement indépendant. Jadis, le lac Bientina, situé entre l'Arno et le Serchio, faisait l'effet d'une sorte de lac Moeris, recueillant les eaux des deux fleuves au moment des crues et les leur rendant à l'étiage. Par de belles opérations de colmatage, on a pu isoler au Serchio le lac Bientina, puis un canal d'écoulement a été pratiqué; les eaux du lac sont portées de ce canal dans un tunnel pratiqué au-dessous de l'Arno, et de là dans un ancien bras au Sud de l'Arno, le Colombrone. 

Des changements encore plus importants ont été accomplis au XVIII^e siècle, sous la direction de l'illustre ingénieur Fossombroni, pour donner un double écoulement vers l'Arno et vers le Tibre aux eaux marécageuses de la Chiana . Ainsi des lieux maudits de pestilence ont été transformés en territoires prospères, salubres et habités. Sur le littoral, on a pu de même conjurer en grande partie les désastreux effets des fièvres des maremmes, en établissant aux issues de tous les canaux d'écoulement soit naturels, soit artificiels, des écluses pour séparer les eaux douces et le flot marin. Un canal détourne vers Livourne une partie des eaux de l'Arno sans y porter les alluvions du fleuve. (H. Vast).