Pôvodne sa miesto Ježišovho ukrižovania nachádzalo za hradbami Jeruzalema, ktoré dal v rokoch 41 – 44 rozšíriť Herodes Agrippa I., čím sa Golgota začlenila do mesta. Po roku 135 tu Rimania postavili chrámový komplex bohyne Afrodity.

Podľa legendy bol hrob Ježiša a jeho kríž objavený v roku 325 Svätou Helenou (matkou Konštantína). Biskup Eusebios z Kaisareie pred rokom 327 uvádza, že sa miesto ukrižovania ešte dnes ukazuje v Aelií (Aelia Capitolina bol rímsky názov pre Jeruzalem po roku 135).

Rímsky cisár Konštantín Veľký nechal v rokoch 327 až 339 postaviť chrám Božieho hrobu na mieste Ježišovho hrobu pri Golgote[1]. Z tohoto chrámu sa dodnes zachovala iba vnútorná rotunda, nazývaná Anastasis. Bazilika bola zničená pri nájazde Peržanov v roku 614 a kalifa Hakima v roku 1009.

Po dobytí Jeruzalema križiakmi v roku 1099 bola bazilika zrekonštruovaná a prešla pod správu augustiniánov. Po roku 1187, kedy Jeruzalem ovládol sultán Saladin, získalo správu nad bazilikou spoločne niekoľko kresťanských cirkví. Zložitá situácia panovala i za tureckého panovania po roku 1517, kedy dochádzalo k mnohým sporom v bazilike.

Vlastníkmi baziliky je grécky pravoslávny jeruzalemský patriarchát, františkáni (v mene katolíckej cirkvi) a jeruzalemský patriarchát arménskej východnej pravoslávnej cirkvi a určité práva prináležia aj iným menším cirkvám. Vlastníctvo celého chrámu tak zostáva spoločné - pravoslávne, katolícke aj arménske, hoci jednotlivé časti baziliky okrem kaplnky Božieho hrobu, majú určeného vlastníka. Cirkvi však majú právo slúžiť svoju liturgiu v celom chráme a zvláštne pravidlá platia počas veľkých sviatkov ako Veľký piatok a Zmŕtvychvstanie Pána.