I Domenicani giungono a Lucca nel 1236 e l’anno dopo ricevono in dono dai Benedettini di San Ponziano l’antica parrocchiale di Santa Maria degli Angeli poi chiamata San Romano dalle spoglie del santo portato a Lucca nel III secolo e consacrata nel 1281. La chiesa attuale e l’annesso convento, oggi solo parzialmente esistente, sono il risultato di riedificazioni e ampliamenti condotti nel corso dei secoli, anche se l’intervento più consistente avvenne tra il 1661 e il 1666 quando la chiesa assunse l’attuale aspetto barocco.
Il primo nucleo del convento con il prospetto principale sulla piazza, era costituito dalla sagrestia, dalla sala capitolare e dal chiostro; i successivi ampliamenti furono possibili grazie alle numerose donazioni dei privati e delle autorità ecclesiastiche.
Nel 1806 i provvedimenti di soppressione degli enti religiosi ad opera del governo Baciocchi, comportarono l’allontanamento dei domenicani e il complesso fu destinato a uffici pubblici. Con la fine del governo Baciocchi, i Padri tornarono in San Romano nel 1820 fino alla soppressione del 1866 quando le autorità civili destinarono il convento al reggimento di cavalleria.
Tra il 1922 e il 1929 per iniziativa del Rettore dei frati che erano tornati nei primi anni del secolo, vi fu un ultimo intervento di ristrutturazione della chiesa; dopo la definitiva partenza dei frati negli anni Settanta la chiesa è stata chiusa al culto e, dopo consistenti lavori di restauro, destinata ad auditorium.