Un precioso rincón cerca de los muros renacentistas.
Entrando desde Porta San Pietro, se puede llegar a la catedral con sus tesoros en pocos minutos.

La Catedral de San Martino, es el resultado de varias renovaciones a lo largo de los siglos.

En el siglo XIV se añadió el particular pórtico asimétrico y la fachada ricamente decorada con figuras talladas en relieve e incrustaciones. Uno podría pasar horas distinguiendo entre las figuras un bestiario de animales domésticos y salvajes, peces, pájaros, plantas de todo tipo mezclados con personajes de episodios bíblicos o relacionados con la Iglesia.

Entre estos San Martín, en el acto que lo hizo famoso, en el que dona la mitad de su capa a un hombre pobre. Un poco más arriba está el retrato del propio arquitecto, Guidetto da Como, que se retrató en un rincón, sosteniendo un pergamino reclamando la parternidad de la obra. En el interior de la catedral se encuentran dos obras de arte simbólicas de la ciudad: el sarcófago de Ilaria del Carretto, una obra maestra del Renacimiento de Jacopo della Quercia, cantada por poetas y escritores, y el "Santo Rostro", un corcifijo linfático del siglo X venerado en la antigüedad por los peregrinos que viajaban a lo largo de la Vía Francígena camino de Roma.

En una parte alta de la fachada, el campanario suelda el atrio de la Catedral al edificio del siglo XIII que albergaba la Opera del Duomo.
Desde la cima del campanario se puede disfrutar de una espléndida vista de la ciudad y de las colinas del sur, el Monte Pisano. En el lado sur de la iglesia, en el Museo de la Catedral de Lucca se recogen los muebles realizados desde la Alta Edad Media para las solemnes funciones litúrgicas de la Catedral, incluyendo vestidos de seda y planetas, adornados con motivos florales y bordados geométricos. Un notable testimonio de la calidad de la actividad textil de Lucca.

En una sala dedicada se conserva el espléndido tesoro de la Santa Faz. Los adornos, que todavía se utilizan hoy en día el 3 de mayo y el 14 de septiembre para "vestir" el venerado simulacro, incluyen el friso de la prenda del siglo XIV, la suntuosa corona de oro y piedras preciosas y el collar de mediados del siglo XVII con la joya de fantasía adornada con diamantes y esmaltes que hace referencia al orfebre francés Gilles Légaré, activo en la corte del Rey Sol.

En el lado norte de la Catedral se abre la Piazza Antelminelli con la fuente neoclásica diseñada por Lorenzo Nottolini, punto de llegada del monumental acueducto del Monte Pisano, Palazzo e Giardino Bernardi, hoy Micheletti, construido en la segunda mitad del siglo XVI según un diseño de Ammannati. En la plaza, cada tercer domingo del mes (y el sábado anterior) hay uno de los mercados de antigüedades más grandes de la Toscana, donde se pueden comprar recuerdos y objetos antiguos de todo tipo.

Adyacente al Palacio está la Iglesia de los Santos Juan y Reparata con el Baptisterio adyacente, fundada en el siglo IV y obispado hasta el siglo VIII. Las excavaciones arqueológicas del subsuelo han permitido reconstruir importantes acontecimientos de la historia arquitectónica de la ciudad.