Οι σταυροφόροι βρήκαν τα προσκυνήματα σε καλή κατάσταση, γιατί είχαν ανακαινιστεί πρόσφατα (1048) από τον Κωνσταντίνο Θ΄ τον Μονομάχο. Το 1130 ένωσαν υπό μια στερεή και πολύ υψηλή οικοδομή τους τρεις Κωνσταντίνιους Ναούς:
1. της Αναστάσεως
2. του Σταυρού επί του Γολγοθά και
3. του Αγίου Κωνσταντίνου επί της ευρέσεως του Τιμίου Σταυρού.
Η μεταβολή ήταν μόνον εξωτερική. Τότε ανοίχτηκε και η σημερινή πύλη προς νότο. Σε ανακαίνιση του Ναού της Αναστάσεως και της Βηθλεέμ επί της εποχής των σταυροφόρων προέβηκε ο βυζαντινός αυτοκράτορας Μανουήλ Α΄ Κομνηνός το 1167. Ο ίδιος ανακαίνισε τη μονή του προφήτη Ηλία και τις μονές της ερήμου του Ιορδάνη. Ο περιηγητής Φωκάς, παλαιός αξιωματικός του Καμνηνού, μας πληροφορεί ότι αρκετοί ορθόδοξοι μοναχοί υπήρχαν στα μοναστήρια του Αγίου Ευθυμίου, Χοζεβά, Αγίου Σάββα, στην παλαιά Λαύρα του Αγίου Χαρίτωνα στη Σουκά, στο κοινόβιο του Αγίου Θεοδοσίου, του Προδρόμου και του Καλαμώνα. Κατεστραμμένο ήταν του Αγίου Γερασίμου. Στους Λατίνους ανήκε η μονή του Σαρανταρίου Όρους ο ηγούμενος της οποίας υπογραφόταν ως «Quarantene Servus» του αγίου Σαρανταρίου δούλος. Από το λατινικό Quarantene προέρχεται από το εβραϊκό Karantal και το αραβικό Krountol.
Οι ορθόδοξοι πατριάρχες Ιεροσολύμων αφού διέμεναν στην Κωνσταντινούπολη ή την Κύπρο, δεν αναγνωρίζονταν ως νόμιμοι από τους παρένθετους Λατίνους πατριάρχες. Ο Λεόντιος Β΄ (1170-1190), καταγόμενος από τη Μακεδονία και μοναχός της μονής της Πάτμου, ήρθε ως πατριάρχης στην Ιερουσαλήμ, μέσω της Κύπρου και Πτολεμαΐδας, δεν του επετράπη όμως να ιερουργεί στο Ναό της Αναστάσεως ούτε να εισέρχεται επίσημα. Κατόρθωνε να προσκυνεί αναμειγνυόμενος με τους προσκυνητές, ύστερα δε από δολοφονική απόπειρα εναντίον του αναχώρησε για την Κωνσταντινούπολη.
Τους Σταυροφόρους βοήθησαν σημαντικά τα ιπποτικά τάγματα. Προϋπήρχε το τάγμα των Ιωαννιτών, πού έλαβε το όνομα από το μοναστήρι και το νοσοκομείο του αγίου Ιωάννου του Προδρόμου στα Ιεροσόλυμα και υποστήριζε τους προσκυνητές κατά των απίστων. Τον ίδιο σκοπό είχαν και το τάγμα των Ναϊτών και ονομάστηκε έτσι από το Ναό του Σολομώντα, κοντά στον οποίο ο Βαλδουΐνος του παραχώρησε κατοικία. Για την περίθαλψη των αρρώστων ιδρύθηκε αργότερα και το τάγμα των Τευτόνων. Τα στρατιωτικά αυτά τάγματα παρέκλιναν έπειτα από τον αρχικό τους σκοπό. Οι ενισχύσεις αυτές και οι προσπάθειες των ιδίων των σταυροφόρων δεν μπόρεσαν να αποτρέψουν την κατάληψη της Ιερουσαλήμ από τον Σαλαχεδίν το 1187 ούτε την απομάκρυνσή τους.
Επί του νέου κατακτητή, οι Αιγύπτιοι Κόπτες και οι Αβυσίνιοι έλαβαν δύο παρεκκλήσια στο νοτιοδυτικό τμήμα του Αγίου Τάφου και το ναό της ευρέσεως του τιμίου Σταυρού, πού κατείχαν οι ορθόδοξοι. Οι Αβυσίνιοι έλαβαν και τμήματα απέναντι από τη βόρεια πύλη του σπηλαίου της Βηθλεέμ κι έκτισαν στον κατεδαφισθέντα νάρθηκα της βασιλικής. Επί του Σαλαχεδίν καταστράφηκε ο ναός του αγίου Γερασίμου στη Λύδδα και το παλιό Πατριαρχείο δυτικά του αγίου Τάφου μετεβλήθη σε τέμενος με την ονομασία Χάνκε. Τότε οι ορθόδοξοι πατριάρχες κατοίκησαν σε κάποιο οίκο του ξενώνα της Ευδοκίας απέναντι από το Ναό τη Αναστάσεως και πλησίον του Ναού των Ιωαννιτών. Το 1216 μετεβλήθη κι αυτό σε τέμενος με το όνομα «Σίνδα Ομάρ». Τότε οι πατριάρχες κατοίκησαν σε οίκημα επάνω από το ναό του αγίου Ιακώβου. Ο ναός των Ιωαννιτών μετεβλήθη σε νοσοκομείο με το όνομα Μουριστάν. Η όλη περιοχή του Ξενώνα της Ευδοκίας μετεβλήθη σε ξενώνα από το σκευοφύλακα του παναγίου Τάφου Αρχιμ. Ευθύμιο. Ο ναός της Αγίας Άννας μετεβλήθη σε αραβική Σχολή με το όνομα Σαλαχίε από τον ιδρυτή της Σαλαχεδίν. Σε αραβική σχολή μετεβλήθη και ο ναός της αγίας Μαρίας Μαγδαληνής παρά την Bab Ezahra.
Στο διάστημα αυτό πού εκ νέου επικράτησαν οι άραβες με το Σαλαχεδίν (1187) αποκαταστάθηκε η εκκλησιαστική τάξη, πού είχε διασαλευθεί με τους σταυροφόρους. Εκλεγόταν κανονικά οι πατριάρχες Ιεροσολύμων και διέμεναν στα Ιεροσόλυμα. Επί του Αθανασίου Β΄ (1224-36), πού διέμενε παρά την μονή της Θεοτόκου των Σπουδαίων (Μεγ. Παναγίας), επισκέφτηκε του αγίους Τόπους ο αρχιεπίσκοπος της Σερβίας Σάββας, έγινε δεκτός με μεγάλες τιμές, λειτούργησε στα προσκυνήματα, για τα οποία δίδει πολύτιμες πληροφορίες στο οδοιπορικό του. Κι ο Αθανάσιος κι ο Σάββας είναι Άγιοι της ορθόδοξης Εκκλησίας. Αν στη διάρκεια της περιόδου των σταυροφόρων πολλοί πατριάρχες ήταν αναγκασμένοι να διαμένουν μακριά από την Ιερουσαλήμ, όμως παρέμειναν σ’ αυτή και σ’ άλλες πόλεις ιερείς και μοναχοί πού μαζί με το λαό λάτρευαν ορθόδοξα το Θεό κι ασχολούνταν και με τα γράμματα, όσο οι περιστάσεις το επέτρεπαν.
Επί του πατριάρχου Γρηγορίου (- 1298) γράφηκαν «εξ στιχηρά», πού με βάση τα δίπτυχα της εκκλησίας αναφέρουν ονομαστικά και με αδιάσπαστη σειρά τους αρχιεπισκόπους και πατριάρχες της εκκλησίας Ιεροσολύμων από τον Ιάκωβο Αδελφόθεο μέχρι και το Γρηγόριο. Την κυριαρχία των Σταυροφόρων σ’ όλη την Παλαιστίνη έπαυσαν οι Μαμελούκοι της Αιγύπτου το 1291.