La chiesa e il convento di Santa Lucia, ora ai margini dell’abitato, furono edificati nell’XI secolo e frequentati in principio da monaci bizantini detti Basiliani, successivamente dai Benedettini e infine dai Francescani. La storia del convento e della chiesa è stata ricostruita attraverso i ritrovamenti e le scoperte a seguito dei vari cantieri di restauro susseguitisi nel secolo scorso.
La presenza dei monaci Basiliani è testimoniata dai ritrovamenti fatti durante il restauro del chiostro: due mensoloni in pietra presentano ornamenti considerati di matrice bizantina del IX – X secolo, un frammento di colonna a sezione ottagonale ornata con pampini in rilievo e tracce di una precedente cupola, sempre di matrice bizantina.
Oltretutto, lo stile dei cinque archi del chiostro, nella parte adiacente all’attuale refettorio, richiama chiaramente lo stile basiliano e alla stessa tradizione religiosa fanno pensare i santi che, negli antichi documenti, risultano essere stati venerati nel convento: San Michele, San Raffaele Arcangelo, San Gabriele.
Intorno all’anno Mille i monaci Basiliani lasciarono il convento che, successivamente, venne abitato e custodito da Benedettini chiamati dai sovrani dei giudicati anche in altre parti dell’isola.
A testimonianza della presenza dell’ordine, i ritrovamenti fatti durante i restauri della chiesa, relativi ad una precedente costruzione in stile romanico che fa supporre la presenza dei benedettini già nel XIII secolo.
Un lungo periodo di silenzio delle carte e dei documenti non permette di ricostruire nei dettagli la storia successiva del convento e della chiesa fino al 1580, anno dell’arrivo dei Francescani a San Gavino.
I monaci basiliani realizzarono certamente il lato sud, che doveva essere adibito agli alloggi e che possedeva una copertura lignea. L'apertura del lato ovest invece immetteva a degli ambienti, ora scomparsi, che è però possibile studiare in pianta grazie alla presenza di fondamenta rimaste interrate. I francescani ampliarono la chiesetta di Santa Lucia, realizzando così un'ampia navata di forma rettangolare con quattro piccole cappelle, e nel 1581 la chiesa venne consacrata a culto divino.
Per quanto riguarda il convento, esso era costituito da sei stanze nel lato superiore a nord-est e otto stanze nel lato sud-est (quattro per ogni parte). Il piano terra doveva invece essere costituito di 13 vani.
Dai lavori di restauro sono emerse diverse fasi di costruzione che hanno trasformato la piccola chiesa-edicola del XIII secolo nell’impianto attuale. Tale trasformazione e ampliamento, che ha portato all’aspetto odierno, sembra databile intorno al 1700, così come appare certo che per i lavori di ampliamento siano stati utilizzati materiali provenienti dalla vicina area cimiteriale, tra cui diverse lapidi riportanti delle iscrizioni in caratteri gotici, tuttora conservate all’interno dell’edificio, sebbene piuttosto corrose e rovinate dal tempo.
Il convento e di Santa Lucia fu sede di importanti attività religiose e, fin dal 1657, ospitò l’università di Teologia e Lettere che fu dotata di una importante e ricca biblioteca.