La catedral está dedicada a san Martín de Tours, se halla frente a la Plaza San Martín.

Según la tradición, el primer templo fue edificado por San Frediano, santo originario de Luca muerto en 588.

El obispo Anselmo (más tarde elegido papa y conocido como Alejandro II) mandó construir la catedral en 1063, quien la consagró en presencia de la condesa Matilde de Canossa.

A finales del siglo XII se inició la tercera y definitiva reconstrucción de la iglesia, con la realización de la fachada, alternándose las obras hasta su finalización en 1637.

La iglesia adquirió su forma actual con el arquitecto Antonio Pardini.