La Villa Guinigi si trovò fuori delle mure duecentesche, e venne inglobata nella città della prossima cinta. L'edificio consiste in un unico corpo allungato, con loggiati sostenuti da colonnine e una serie di trifore sulla facciata superiore. Un esempio perfetto per una dimora aristocratica tardogotica, quasi interamente realizzata in laterizi. Dopo la morte di Paolo Guinigi l'edificio passò alla Repubblica di Lucca e durante i secoli era destinato a scopi vaiati.

Nel 1924 la villa divenne sede del Museo Civico. Nel 1968 il Museo Civico fu trasformato in Museo Nazionale. Il museo documenta l'attività di artisti figurativi, laici o religiosi, lucchesi o stranieri operanti in città, dall'alto medioevo al Settecento. Vi troviamo però anche creazioni dell'arte applicata, come preziose tarsie lignee quattrocentesche.

Al piano terreno è allestita la sezione archeologica del Museo con reperti preistorici, resti etruschi e romani. Il Museo si articola in varie sale, ciascuna rappresentativa, con i suoi dipinti, sculture, ma anche da frammenti di affresco, dalle tarsie lignee, dai mobili, per un preciso momento dell'arte a Lucca. Tra queste si possono ammirare, fra gli altri, opere di Berlinghiero, Matteo Civitali, Fra Bartolomeo, Amico Aspertini, Pompeo Batoni.