La historia de la capilla comienza en 1241 cuando fueron llevadas hasta Francia, desde Siria y Constantinopla, la corona de espinas, parte de la cruz, el hierro de la lanza de Longinos, la esponja y otras reliquias del martirio de Jesucristo, que habían sido adquiridas por el rey Luis IX a Balduino II, último emperador latino de Constantinopla. El rey francés acudió a recibir estas sagradas reliquias y él mismo entró en París con ellas, descalzo, depositándolas de forma provisional en la capilla de san Nicolás de su palacio, hasta que se construyera una capilla digna de las reliquias. La Sainte-Chapelle se inició probablemente en 1241 y fue consagrada en 1248.

Gracias a un privilegio ligado a la corona de Francia, el clero de la capilla no dependía del obispo ni de la parroquia en el perímetro de la cual el palacio de la Cité se sitúa, es decir la parroquia de San Bartolomé. Para que esta exención no fuera rechazada por el obispo de París, este no fue invitado a la ceremonia de consagración, que fue presidida por el legado apostólico y el arzobispo de Reims. En 1273, el Papa une oficialmente el clero de la Santa Capilla a la Santa Sede.