La basilica in stile bizantino, eretta nel luogo del martirio di Santa Lucia, ha assunto l'aspetto attuale nei secoli XV e XVI. Una galleria conduce alla cappella del Sepolcro, un piccolo edificio ottagonale opera di Vermexio, aggiunto nel 1630 per custodire il sepolcro della santa, rimasto vuoto dopo che Giorgio Maniace ne fece trasferire le spoglie a Bisanzio, nell'XI sec. Dalla cappella si accede alle catacombe.