L'attuale impianto a tre navate è conseguenza di una modifica quattrocentesca. Collocata alle spalle del palazzo arcivescovile, la chiesa fu edificata nel 1309 dall'Università dei Mercanti di Lucca, modificando un piccolo oratorio sorto nel luogo dove si trovava un'immagine della Madonna con il Bambino cui erano stati attribuiti poteri miracolosi. Nel 1333 l'oratorio, divenuto nel frattempo sede di una confraternita, fu nuovamente ampliato e modificato mutandone l'orientamento che assunse un asse nord-sud. La facciata fu completata alla fine del Quattrocento con un portale attribuito all'ambito di Matteo Civitali. Anche l'impianto interno è il risultato di un intervento quattrocentesco, ed è articolato in tre navate separate da colonne e coperte da volte a crociera. L'apparato decorativo aggiunto nel XVII secolo è stato profondamente rimaneggiato nell'Ottocento quando la fiancata meridionale della chiesa fu interessata da lavori con l'intento di ripristinare le antiche aperture, e nel 1890 Michele Marcucci restaurò le lunette affrescate con episodi della vita della Madonna. Sull'altare maggiore è collocata la Madonna della Rosa qui trasferita nel 1609 dalla parete settentrionale dove era originariamente collocata. L'operazione di trasferimento causò però un danno grave al dipinto con la perdita delle immagini dei santi Pietro e Paolo, contitolari dell'oratorio. Il dipinto è considerato uno degli episodi capitali della pittura lucchese del Trecento per la precoce e libera interpretazione della lezione giottesca, fondamentale soprattutto nella storia del culto mariano in città. Si narra infatti che, nel periodo in cui la città era ancora difesa dalle antiche mura romane, in questo tratto alcuni pastori erano soliti portare i loro greggi a pascolare. Un pastorello muto dalla nascita fu incuriosito dal fatto che le sue pecore non si avvicinavano a un cespuglio verde; andò a vedere da vicino cosa vi fosse e con grande sorpresa, era gennaio, trovò una rosa fiorita; colse il fiore e lo portò a suo padre riacquisendo miracolosamente la parola. Il vescovo, informato del fatto si accertò che vicino a quel cespuglio sulle mura esisteva una sacra immagine rappresentante una Madonna con il Bambino con un rametto con tre rose nella mano. Di lì a poco sorse un piccolo oratorio e una confraternita. Nel 1574 Giovanni Leonardi fondò in questa chiesa il primo nucleo della sua congregazione oggi dei Chierici Regolari della Madre di Dio, poi insediatasi nella chiesa di S. Maria Corteorlandini. Nel 1923 la chiesa era interparrocchiale cioè posseduta egualmente dalle parrocchie di S. Martino e S. Maria Forisportam. Sotto l'altare maggiore era conservato il corpo di San Felice Martire, nell'altare della Visitazione il corpo di Santa Demetra martire; in quello di S. Anna corpo di San Vittorino martire proveniente da S. Giovannetto (dopo essere stato estratto dal cimitero di Callisto nel 1641). Con le soppressioni napoleoniche l'oratorio fu destinato a magazzino del sale; l'immagine miracolosa fu depositata nel palazzo arcivescovile ma con la Restaurazione tornò al suo posto dove fu restaurata da Michele Ridolfi.