Lo más probable es que forme parte de un conjunto de edificios religiosos construidos en época longobarda. Las excavaciones arqueológicas realizadas en 2017 sacaron a la luz una necrópolis que data del siglo VI d.C., lo que hace plausible la hipótesis de la presencia de un edificio sagrado de una cierta importancia, ya en la época altomedieval.

No es casualidad que el nombre de Corteorlandini derive de la ubicación original de la propia iglesia, que se encontraba en la Curtis Rolandinga, es decir, la corte de la familia Rolandinghi que residía aquí.

Como recuerda un epígrafe cerca de la puerta de la sacristía, la iglesia fue completamente reconstruida en 1188 por el maestro Guido: de esta construcción, sólo el lado sur y los dos ábsides laterales siguen siendo visibles tras la renovación del siglo XVI. El campanario de ladrillo data del siglo XIV.

La historia de la iglesia está estrechamente vinculada a los Clérigos Regulares de la Madre de Diós. La congregación fue fundada en 1574 por Giovanni Leonardi di Diecimo, sacerdote formado en el convento dominico de San Romano y patrón de los farmacéuticos. En 1580, la congregación obtuvo una sede en Santa Maria Corteorlandini y en pocos años se convirtió en el centro cultural más destacado de la ciudad.

El importante papel desempeñado por la Congregación en el periodo de la Contrarreforma queda atestiguado por la magnificencia del interior de la propia iglesia, un raro ejemplo de lenguaje barroco en Lucca.

Capiteles, arcos, techos pintados, bóvedas adornadas con frescos y estucos, estípites del siglo XVI, un púlpito octogonal aferrado a una columna, un espléndido coro de órgano pintado con una balaustrada de columnillas, todo contribuye a la impresión de maravilla y teatralidad típica del estilo barroco.

En 1662 se construyó la capilla de Nuestra Señora de Loreto, que contiene una copia exacta de la Santa Casa del famoso santuario de la región de Las Marcas. Debido a esta presencia, la iglesia se ha llamado popularmente Santa Maria Nera (Santa Maria Negra) durante siglos.

Junto a la iglesia se erigió un convento, que hoy alberga en parte la Biblioteca Estatal. La renovación se completó a principios del siglo XVIII con una elaborada decoración de frescos y estucos obra de Pietro Scorsini y Domenico Brugieri. 

La iglesia también albergó en su día valiosas obras de artistas del calibre de Luca Giordano y Guido Reni: el primero pintó una Asunción que fue destruida en un incendio a principios del siglo XX, mientras que el segundo fue responsable de dos obras, una ahora en los Uffizi, la otra en el museo de Villa Guinigi. También hay una rica representación de algunos pintores locales famosos, desde Francesco Vanni a Giovanni Marracci, pasando por Gaspare Mannucci. El tabernáculo eucarístico de plata y lapislázuli, atribuido al orfebre flamenco Giovanni Vambrè el Viejo y la colección de frontales de altar son también de exquisita factura.