Una de las obras más aclamadas de Duccio, la Virgen Rucellai, se encuentra en la Galería de los Uffizi. Fue realizada en 1285 para la iglesia florentina de Santa Maria Novella. En la Enciclopedia Católica, Duccio di Buoninsegna se describe como "uno de los más grandes maestros de la pintura italiana". Su obra maestra, una vez fue atribuida a Cimabue (1240-1302), pero más tarde se dieron cuenta de que Duccio fue uno de los primeros maestros de la época. Él y Cimabue son considerados los últimos grandes representantes de la antigua tradición bizantina. Duccio fue uno de los pintores de Siena más influyentes, Cimabue le hizo competencia en Florencia.
Antes de que se le atribuyó correctamente la Virgen Rucellai, la gloria de Duccio se debía al gran retablo para la catedral de Siena. El panel frontal, la Majestad, es una obra de celebración que representa a la Virgen con el Niño en el trono, rodeados de veinte ángeles y diecinueve santos. El trabajo tiene mucho en común con la Virgen Rucellai, la Majestad también se considera siguiente. Es una obra maestra nacional; cuando se reveló por primera vez, fue acompañada por grandes festivales alrededor de Siena, que en aquel momento vivía un período de gran prosperidad. Actualmente la obra se encuentra en el Museo dell'Opera metropolitana del Duomo, en Siena. La representación es compleja, y contiene veinte escenas de la vida de Jesús, con muchas adiciones relativas a la infancia y la vida de la Virgen.
Duccio creó numerosas obras sobre la Virgen y el Niño, hoy en día hay de ellas alrededor de veinte. Una de ellas, aunque si ha sido cuestionada por algunos, la Virgen Stoclet, ha representado el gasto más alto jamás enfrentado por el Metropolitan Museum of Art de New York. Todas sus obras tienen un carácter religioso, y la mayor parte fue pintada con pigmentos a base de temple al huevo.