Il baluardo Santa Croce si trova sul lato nord-occidentale delle mura; è dedicato alla Santa Croce ossia al Volto Santo, reliquia maggiore di Lucca e oggetto di grande devozione. La struttura militare è ben conservata in tutte le sue parti, articolata su più livelli: le cannoniere a doppio ordine, la casermetta dei soldati su un alto loggiato ad arcate appoggiata al terrapieno verso la città ma soprattutto le gallerie interne di cui si intravedono le parti più ampie attraverso il camminamento fra i due ordini della cannoniera est. Camminando sugli spalti a sinistra della punta del fortilizio è possibile osservare il punto di giuntura fra le due fasi di costruzione. Affacciandosi dal camminamento della cannoniera est è possibile scorgere nei sotterranei le fondamenta delle mura medievali. Il baluardo possiede una giovane alberatura uniforme di aceri rinnovata completamente negli anni '80 del Novecento