Siden oppføringen av den første kirken i 335 og etter de utallige renovasjonene og ombyggingene har de fleste kristne grupper ment at gravkirken befinner seg på stedet hvor Jesus først ble korsfestet og begravet, og siden gjenoppsto. Ifølge både Eusebius og Socrates Scholasticus var stedet en helligdom for de kristne i det 4. århundret, selv om det da sto et tempel for Venus der, hvilket betyr at tradisjonen kun kan føres tilbake til et tidspunkt flere hundre år etter Jesu død. Eusebius skriver at bevisene for at dette faktisk var graven sto klart og tydelig da den ble utgravd.