Согласно Евангелию, после распятия Иисус был похоронен в скале в саду, возможно, по обычаям того времени, за пределами города. В 41—44 гг. в период правления иудейского царя Ирода Агриппы территория Иерусалима была расширена. То мистическое место, где был распят, погребен и воскрес Иисус, оказалось уже в черте города.
В 70 г. н. э. Иерусалим был разрушен. Город был восстановлен императором Адрианом в 135 г. под названием Элия Капитолина. Гробница Иисуса была засыпана землей, сверху выложена камнями, а над ней воздвигнут храм Венеры.
Перед битвой у Мульвинского моста (312 г.) императору Константину Великому было мистическое видение на небе креста с начертанными словами: «Сим победиши». За поражением соперника Константина Максенция, известного своим отрицательным отношением к христианству, последовал Миланский эдикт, разрешивший свободное исповедание христианства (313 г.). Примерно в 313 г. мать Константина Елена приняла христианство и задалась целью отыскать останки «живоносного Древа» (Крест Господень). У старого учителя Иуды она выпытала, где находится Гроб Господень. В указанном им месте Елена обнаружила пещеру с Крестом и Гробом Господнем. Ныне эта пещера находится в основании храма Гроба Господня.
В период правления Константина на Святой Земле строятся христианские церкви. Над Голгофой и над гробницей Иисуса в Иерусалиме, по распоряжению Елены, также была возведена церковь — храм Гроба Господня. Вход в гробницу преграждает мраморная глыба.
В VII в. построенная Константином церковь была разрушена персами. На ее месте была воздвигнута другая, однако и она была уничтожена в 1009 г. халифом аль-Хакимом: он отдал приказ сровнять ее с землей, что и было сделано. Не осталось следа ни от храма, ни от Гроба Иисуса Христа. Однако мать халифа, бывшая христианкой, захотела восстановить гробницу. Халиф не возражал. Под развалинами были найдены останки Гроба Господня, и к 1012 г. храм был восстановлен. Дальнейшие работы по строительству церкви были предприняты в 1037 г. византийским императором Михаилом IV.
В 1099 г. после завоевания Иерусалима крестоносцами церковь вновь была перестроена. Они снабдили орнаментом эдикулу («домик»), в которой находилась вырубленная в скале гробница. Остатки гробницы и эдикулы сохранились до наших времен.
В 1244 г. Иерусалимом завладели хорезмийские кочевники-мусульмане, они разграбили эдикулу, уничтожив весь орнамент, однако сама церковь не пострадала.
В 1555 г. Бонифацием Рагузским были проведены работы по «восстановлению» эдикулы, в результате которых разрушилась каменная кладка, где находилась гробница. Над Гробом Господнем была воздвигнута новая помпезная церковь.
В наше время храм поделен между католиками, армянами, православными греками и сирийцами, коптами и эфиопами. Из-за споров между конфессиями храм оказался в запущенном состоянии. Однако в 1990-е гг. общины начали сотрудничать друг с другом, результатом чего явилась проведенная в 1997 г. совместная служба в честь восстановления купола храма.
В конце 90-х гг. прошлого века ученым во главе с профессором Оксфордского университета Мартином Биддлом удалось, используя современное оборудование, провести исследования как в церкви, так и в самой эдикуле. По словам профессора Биддла, дошедшая до наших дней эдикула «напоминает луковицу: новые эдикулы наслаивались на старые». Биддл утверждает: «Есть все основания полагать, что северная и южная стены первоначальной гробницы, сооруженной в начале нашей эры, до сих пор сохранились внутри нынешнего каменного строения».
Необходимо, однако, указать, что и исследования Биддла и другие работы по истории храма Гроба Господня связаны с верой в евангельские предания о жизни Иисуса Христа.
Однако у некоторых ученых содержащиеся в Евангелии сведения вызывают сомнения. Биддлу удалось доказать лишь справедливость датировки гробницы временем жизни Иисуса Христа, но отнюдь не то, что это действительно Гроб Господень.
Тем не менее храм Гроба Господня стоит на месте распятия, в нем, по мнению верующих, находятся гробница Христа, крест и камень, которым был прегражден вход в гробницу. Таким образом, для христиан храм Гроба Господня — одно из наиболее почитаемых мистических мест. Уже со времен святой Елены к нему стремились паломники; и до сих пор он не потерял своей привлекательности ни для пилигримов, ни для ученых.