Con la caduta dell'Impero romano Lucca fu conquistata dai Goti, che alla metà del VI secolo la difesero strenuamente dall'assedio dell'esercito inviato dall'Imperatore bizantino Giustiniano per riconquistare l'Italia. La città non rimase a lungo sotto il suo controllo, perché i Longobardi, discesi nella penisola nel 568, occuparono Lucca e ne fecero la base per la conquista della regione, eleggendola a sede di un importante ducato che arrivò a comprendere la Toscana settentrionale e centrale, assoggettando anche Pisa e Firenze.
In questo difficile momento in cui la città veniva conquistata da una popolazione straniera la comunità lucchese fu protetta e guidata dal vescovo Frediano, monaco irlandese, che bonificò l'area a Nord della città, deviando il fiume. Per conto dei re longobardi Lucca cominciò a battere moneta, ospitando la zecca più antica d'Europa e una delle più longeve, attiva dal 650 al 1843.
Con la conquista del regno d'Italia da parte dei Franchi di Carlo Magno, nel 774, Lucca non perse il suo ruolo e divenne la capitale della Marca di Tuscia, con il suo Marchese Bonifacio che, dopo aver sconfitto con la sua flotta i mussulmani in Tunisia, divenne protettore della Corsica. Nel X e XI secolo Lucca divenne sempre più indipendente: un diploma dell'Imperatore Enrico IV del 1081 le conferì autonomia e controllo sul contado e nel 1119 sono testimoniati per la prima volta i consoli; era così nato il comune.
Nel XII e XIII secolo Lucca divenne una città ricca e potente grazie ai pellegrinaggi sulla via Francigena, alle attività bancarie e all'intraprendenza dei suoi mercanti che si potevano incontrare in tutto il mondo conosciuto: dalla Palestina, all'Armenia, a Bruges. Alla metà del XIII secolo si costruì una nuova cerchia di mura per difendere una città in espansione, ricca di chiese e torri, simbolo del potere dei nobili che vi abitavano, affiancate dai ricchi palazzi dei mercanti.
Ma la città era politicamente divisa dai contrasti tra Guelfi neri (la borghesia mercantile) e i Guelfi bianchi (l'aristocrazia terriera), con continue lotte interne che indebolirono le istituzioni comunali finché nel 1314 Uguccione della Faggiola, capo dei ghibellini Pisani, conquistò la città con l'aiuto di Castruccio Castracani, un condottiero appartenente a una famiglia lucchese esiliata per motivi politici; fu proprio lui, che aveva combattuto per il re d'Inghilterra e quello di Francia, a liberare la sua città natale dal dominio pisano e, una volta divenutone il padrone indiscusso, estese il suo controllo anche su Pistoia e sconfisse più volte i Fiorentini, saccheggiandone il contado. Da esule in terra straniera divenne Duca di Lucca e legato imperiale per l'Italia, fino a essere il più potente ghibellino della penisola, in un ascesa così straordinaria da impressionare Niccolò Machiavelli, che ne scrisse la biografia.
Alla sua morte, nel 1328 ci fu una grave crisi politica e che porto nel 1342 alla nuova dominazione pisana, finché nel 1369 l'Imperatore Carlo IV di Boemia liberò la città, che nel 1372 ricostituì la repubblica. Ancora una volta i contrasti tra le potenti famiglie lucchesi favorirono l'ascesa di Paolo Guinigi che impose la sua signoria alla città, pacificando le lotte interne, facendo rientrare gli esuli politici e portando nuovamente prosperità finché una congiura, nel 1430, lo depose. Così finisce la storia della Civitas Medievale e comincia quella della rinascimentale Res Publica Lucensis.