С первых веков христианства Г.Г. был местом →паломничества. В 336 императором Константином I над ним была возведена ротонда Анастасис (Воскресения), а рядом – →базилика Мартирион (Святого Креста), между которыми находился внутренний дворик со скалой Голгофой. Святыни несколько раз разрушались язычниками (в 614 персами) и мусульманами – и вновь восстанавливались.
В 1009 они были полностью разрушены по приказу халифа аль-Хакима. Только к 1048 благодаря помощи византийского императора Константина IX Мономаха была вновь отстроена ротонда Анастасис, а на месте прежней базилики построено несколько часовен, посвященных разным событиям →крестного пути Иисуса Христа. Отдельная часовня была построена и над Голгофой.
После освобождения Иерусалима крестоносцами в 1099 (→Крестовые походы иногда так и называли войнами за Г.Г.) базилика была перестроена в романском стиле, так, чтобы соединить все святыни, связанные с распятием, погребением и Воскресением Христа под одной крышей. Это была последняя фундаментальная перестройка храма Г.Г. Новый храм, построенный крестоносцами, был освящен в 1149.
Сначала крестоносцы изгнали греко-византийских священников из иерусалимских церквей, но в 1101 местным христианам возвратили их храмы и →монастыри, в том числе храм Г.Г.
В 1187 Салах-ад-Дин отвоевал Иерусалим у христиан, однако с 1192 было восстановлено христианское паломничество в храм Г.Г.
С XIII в. служение в базилике Г.Г. несли монахи-→францисканцы. Впервые они появились на Востоке в 1219 вместе со св. Франциском во время V Крестового похода; в начале XIV в. по вмешательству арагонского и неаполитанского монархов получили право проживания в монастыре на Сионской горе. В 1342 Папа Климент VI провозгласил орден францисканцев официальным хранителем христианских святынь на →Святой Земле. В XV в. в их исключительном ведении были пещера Г.Г., часовни Голгофы и обретения Святого Креста и бóльшая часть базилики.
В 1517 Иерусалим завоеван турками-османами. В жизни иерусалимских христиан все более острые формы приобретает межконфессиональный конфликт за право владения святыми местами. Католики во времена Сулеймана Великолепного сохраняли в Иерусалиме привилегированные позиции хранителей святых мест: ни греки, ни армяне, ни представители других христианских конфессий не могли проводить службы в святых местах или украшать их предметами своего культа без разрешения францисканцев. В 1535 французский король Франциск I и Сулейман Великолепный подписали соглашения, в которых французам предоставлялось право держать охрану в святых местах.
В XVII в. разворачивается преследование католической общины турками, лишение католиков прав собственности в отношении базилики. В 1637 греки получили от турецких властей фирман, возвращавший под их контроль все святые места в Иерусалиме. В 1690 греческие притязания были отвергнуты великим визирем. Верховенство латинян в святых местах вызывало бурное негодование у местного православного населения Иерусалима, гораздо более многочисленного, чем католическое сообщество.