في عهد الإمبراطور أغوسطس، كانت تعتبر المنطقة التي تقوم عليها الكنيسة اليوم، من الضواحي وذات طابع سكني. في الواقع، في القرن الثّالث، وفي هذا المكان، تم بناء مسكن إمبراطوري.
عندما نقل قسطنطين العاصمة إلى القسطنطينية، ظلت المنطقة ملكًا لوالدته إيلينا التي قررت تحويل جزء من المسكن إلى كنيسة للحفاظ على ذخائر الصليب، التي عثرت عليها الملكة بنفسها على جبل الجلجلة أثناء حجها إلى الأراضي المقدسة عام 325. لقد بُنيت الكنيسة الحالية حول الكنيسة القديمة.
كثيرة كانت أعمال الترميم والتعديلات على مر القرون: من بينها، على وجه الخصوص، تُذكَر تلك التي قام بها الكاردينال ميندوزا (1478-1495) (Mendoza)، والتي تم خلالها العثور على صندوق جنائزي، في حنية الكنيسة، والَّذي وُجِدَ في داخله عنوان الصّلب الَّذي علق فوق صليب المسيح (Titulus Crucis).
لذلك تمّ تصور الكاتدرائية منذ البداية على أنها حافظة ذخائر كبيرة، موجودة لحماية وحفظ الشهادات الثمينة لآلام المسيح. في الواقع سوف يتم تسميتها "في أورشليم" على وجه التحديد لأنه في الداخل، من بين عدة أمور أخرى، هناك تراب مكرّس من جبل الجلجلة موضوعًا في قاعدة الأساسات.
