Il sito della cattedrale, come in altre città di antica origine, si colloca ai limiti della città romana: gli spazi centrali della Lucca romana erano fortemente urbanizzati e non era ancora attuabile il progetto, che si concretizzerà per la chiesa di San Michele, di utilizzare lo spazio del foro. La chiesa, in stile romanico, doveva avere corpo basilicale a cinque navate, sorrette da colonne sormontate da matronei, tetti a copertura lignea. Il porticato, costruito successivamente, conserva ancora una serie i mensoloni su cui doveva essere disteso un tavolato in modo da formare un passaggio che congiungesse ai matronei. Alla facciata principale, orientata verso ovest, è addossato il portico-nartece aperto sulla piazza da tre grandi arcate di cui una più stretta per la vicinanza del preesistente campanile. Guidetto e i suoi collaboratori misero in opera bassorilievi con martirio di san Regolo raffigurato nella lunetta posta sopra l’ingresso della navata destra, un ciclo dei mesi e storie di San Martino; nella lunetta e nell’architrave dell’ingresso alla navata sinistra fu infine collocata la straordinaria Deposizione di Nicola Pisano, una delle opere più all’avanguardia del tempo (1260 circa).
