El edificio tiene un aspecto sobrio y elegante que recuerda los orígenes románicos y utiliza geometrías sencillas y composiciones equilibradas, materiales preciosos como la piedra caliza blanca del Monte Pisano. La fachada es rigurosa en sus proporciones, en el refinado paramento de hileras alternadas, altas y bajas, de piedra caliza blanca, en las decoraciones de estilo clásico de los portales frontal y laterales.

La planta es basilical, con tres naves con líneas claras y esenciales. El exterior y el interior del edificio se caracterizan por una coherente sencillez que lo convierte en un modelo puro y noble de la arquitectura románica de Lucca.

El origen del nombre se remonta a 1071, cuando Alejandro II, papa y obispo de Lucca, hizo trasladar aquí desde Roma el cuerpo de San Alejandro I. El traslado del cuerpo atestigua el estrechísimo vínculo que el pontífice había mantenido con la ciudad y la consideración que tenía por el antiguo predecesor del que había tomado su nombre. En el siglo XVI, el edificio fue cubierto con bóvedas de crucería, la cripta enterrada y el cuerpo de San Alejandro trasladado al altar mayor.

En el siglo XIII, la iglesia desempeñó un importante papel en la sociedad civil, albergando la Curia dei Foretani, en aquel tiempo el tribunal de la Comuna de Lucca delegado para juzgar las disputas entre ciudadanos y habitantes del territorio de las seis millas a las afueras de la ciudad. Una importante restauración de la iglesia data de 1840, encargada por el duque Carlo Lodovico y dirigida por Lorenzo Nottolini, mientras que Michele Ridolfi pintó el ábside con encáusto