La chiesa, fu costruita intorno al 1100 dai normanni e dell'impianto normanno a pianta basilicale, chiusa da absidi, si conservano la facciata, il portale con i caratteristici capitelli e i primi due ordini della torre campanaria. Successive aggiunte e rimaneggiamenti ne hanno modificato l'aspetto a cominciare dal XIV secolo, epoca a cui e fatto risalire il rosone della facciata. Altri interventi si ebbero nel corso del '600, forse ad opera di Giovanni Vermexio, che costruì poco dopo la vicina chiesa del Sepolcro (1629), pur non risultandone documentazione certa.

 

Nel 1625 lo scrittore e viaggiatore Pietro Della Valle, di ritorno da suo viaggio in oriente descrive così la chiesa:

 

«Il giorno poi andai con molti di quei cavalieri amici a veder la chiesa di Santa Lucia fuori della città, nel luogo dove la santa fu martirizzata: la qual chiesa benché altre volte sia stata di preti, era allora tenuta da frati Francescani e riformati, se non fallo. Vedemmo anche sotto alla chiesa le grotte che vi sono che si stendono d’ogni intorno molto lontano; fatte non so se per sepolture dagli antichi, o per istarvi in tempi di bisogno le genti nascoste.»

 

(Pietro Della Valle)

Nel 1693 il terremoto creò parecchi danni subiti, determinando necessari interventi di ricostruzione, con l'aggiunta verso la piazza e sul prospetto, del portico (1723-34) attribuito a Pompeo Picherali (crollato nel 1970 e poi ricostruito) al quale si deve pure l'ultimo ordine della torre del 1740.

 

L'interno mostra i rifacimenti di età aragonese, ai quali va ascritto il soffitto ligneo a travature dipinte (XIV secolo), restaurato nel 1940, e i rifacimenti operati nei primi decenni del Seicento, a partire dal 1626, quando alle colonne si sostituiscono i pilastri e furono aggiunte le cantorie stilisticamente attribuibili a Giovanni Vermexio. I restauri attuati in età moderna hanno poi liberato il tempio da molte sovrastrutture del XVIII e XIX secolo, riconducendolo al primitivo nitore.

 

Posta presso il pilastro destro del presbiterio, vi è la colonna del martirio della Santa, un motivo che si ripete anche nella decorazione della chiesa.

 

Dietro l'altare era collocata la grande tela del "Seppellimento di S. Lucia" dipinta nel 1608 dal Caravaggio, nel suo soggiorno siracusano; il quadro, dopo una serie di importanti restauri, è stato esposto presso la galleria di palazzo Bellomo e, dopo ulteriori interventi di restauro, recentemente collocato nella chiesa di Santa Lucia alla Badia.

 

Nella speranza di poter collocare le spoglie di santa Lucia in un luogo degno della sua santità, si trassero nel seicento dei proventi da una delle gabelle più cospicue del tempo con cui si avviarono i lavori del tempietto ottagonale seminterrato, di cui fu incaricato l'architetto Giovanni Vermexio. La fabbrica fu però interrotta quando sembrò alle massime autorità militari, nella persona del duca di Albuquerque, che l'edificio potesse rappresentare, nell'ottica della cittadella militare, la possibile sede di postazioni di artiglieria, in caso di assedio.

 

All'interruzione seguirono prescrizioni precise che determinarono la riduzione dell'opera e l'attuale assetto del tempio. Esso presenta un ritmo di contropilastri coronati da capitelli corinzi arricchiti da esuberante decorazione a conchiglie e mascheroni, interrotto da superfici piane che accolgono in modo alterno il corpo delle nicchie e lo slancio dei vani d'ingresso. Il coronamento è rappresentato dalla "cuboletta" prescritta "militari manu".

L'interno, ricoperto a cupola, presenta un unico altare in corrispondenza del loculo sepolcrale, ed accoglie la statua di santa Lucia giacente, scolpita da Gregorio Tedeschi (1634). Anche questa statua durante l'assedio spagnolo della città nel 1734-35, secondo una pia leggenda tradizionale, avrebbe avuto una sudorazione miracolosa, "quasi visibile segno che la Santa Patrona dolorasse dell'imminente travaglio della diletta sua patria". Le macchie di ruggine visibili sulla statua vengono indicate oggi come il resto visibile di tale fenomeno.

 

Nel dopoguerra venne installato sopra il fonte battesimale il bassorilievo di S. Giovanni battista scolpito da Salvo Monica.