In der südlichen Altstadt befindet sich mit der romanisch begonnenen, gotisch erweiterten Cattedrale di San Martino einer der bedeutenden Sakralbauten von Lucca. Die Fassade (1204) besticht durch lichte Arkaden und drei Reihen filigraner Loggien.
In der Sakristei rührt ein Kunstwerk besonders an: das Grabmal Ilaria, der im Kindbett verstorbenen Frau des Stadtvogts Paolo Guinigi. Jacopo della Quercia hat es im 15. Jh. geschaffen und dem Marmor alles Harte, Kalte abgeschliffen, um das beseelte Gesicht und das weich umhüllende Gewand über dem zarten Körper zu formen. Auch das wundertätige Holzkruzifix ›Volto Santo schräg vor dem Altar berührt tief. Milde Augen blicken aus dem ›Heiligen Antlitz‹. Dieses Meisterwerk der Schnitzkunst stammt wohl aus dem 11. Jh.
Das von Tintoretto gemalte ›Letzte Abendmahl‹ an der rechten Seitenwand, zeigt die Apostel zwischen erregten Diskussionen und gläubiger Hingabe.
