Fondata intorno alla metà dell’VIII secolo, insieme al monastero e ad un ospedale, la chiesa prese inizialmente il nome di S. Maria Maggiore, diventando successivamente S. Maria Forisporta o Forisportam, in virtù della sua ubicazione fuori dalla porta delle mura romane che al tempo racchiudevano la città di Lucca.
A forma basilicale, con una sola navata e l’abside sul lato est, la chiesa aveva un solo ingresso ad ovest, sul lato principale e uno a sud per accedere alla sagrestia e al convento. A partire dal X sec. la chiesa fu ampliata fino ad avere le dimensioni planimetriche attuali e lo spazio interno diviso in tre navate, separate da una serie di colonne sormontate da archi. Nuovi ingressi furono aperti in corrispondenza delle navate minori, fu sopraelevata la navata centrale, realizzata la crociera, il transetto e la sottostante cripta con rialzamento della quota del pavimento, successivamente rifatto in quadroni di terracotta, attuale piano di calpestio.
La muratura della chiesa è in conci squadrati di calcare bianco dei monti Pisani e, al di sopra, in conci squadrati di arenaria di colore grigio-giallastro.
Esternamente l’edificio è caratterizzato dalla facciata con arcate cieche in basso e loggette in alto, i fianchi ritmati da lesene sorreggenti archi; l’abside con colonnato cieco e loggetta architravata furono costruiti sul modello del duomo di Pisa I tre portali della facciata sono riccamente scolpiti negli architravi, nelle cornici, nelle mensole, con classici motivi di ornamentazione e di figure.