Questa villa è assai significativa per il quartiere di Sant'Anna, di cui è un punto di riferimento fondamentale da oltre un secolo.
Lorenzo Martinelli, banchiere, aveva un ufficio cambiavalute in città in palazzo Arnolfini, di cui possedeva il piano terra.
È interessante ricordare che il Martinelli emigrò negli Stati Uniti, dove riuscì in pochi anni a fare fortuna e dove aveva uno zio, il cardinale Sebastiano Martinelli, che vi ricopriva l'incarico di Nunzio Apostolico. Al suo rientro a Lucca Lorenzo Martinelli acquistò, attorno agli anni Ottanta dell' Ottocento, una casa e dei terreni da alcuni parenti e la trasformò in una villa. In ricordo perpetuo della sua avventura americana pose i busti sulle colonne delle cancellate.
Dapprima la facciata principale dell'edificio era rivolta verso il giardino, aveva una scala a doppia rampa sino al primo piano e le due fontane, oggi visibili sul davanti, stavano sull'emiciclo alla base di questa. Poi, sul finire del secolo, il Martinelli incaricò l'Ing. Frediani di alzare il palazzo di un piano e di ampliarlo sul dietro con il loggiato in mattoni a vista, trasformando così il prospetto su viale Puccini in facciata principale e ricavando degli alloggi da dare a pigione.
Attorno al 1910 venne realizzata nel giardino la rimessa per le carrozze. Questa però fu progettata dal genero del Martinelli, l'Ing. Arturo Caprotti, che edificò un piccolo padiglione in mattoni faccia a vista, che riprendeva i modi dell'ampliamento del palazzo ma con un linguaggio più moderno, sopra al quale un pergolato fungeva da tetto a un belvedere sul giardino e sulla campagna circostante, all'epoca ancora intatta.
Attorno agli anni Quaranta del Novecento furono costruite le due piccole appendici sulla terrazza al terzo piano, consentendo di realizzare così due alloggi anziché uno all'ultimo piano.
Negli anni Ottanta il giardino ebbe un notevole ridimensionamento a seguito dell'esproprio comunale effettuato per realizzare la via Paganini, che, tagliando in due il terreno, ridusse la chiusa da un ettaro a soli 4000 metri.
(fonte: Lorenza Caprotti - Centro Studi Cultura Eclettica Liberty e Déco)