Rase al suolo il Tempio di Afrodite del II secolo, che secondo la tradizione era stato costruito sopra la tomba del Salvatore, e suo figlio costruì in quel luogo la Basilica del Santo Sepolcro. Durante gli scavi, gli operai trovarono tre croci. La leggenda narra che quella su cui morì Gesù fu identificata quando il suo tocco guarì una donna morente.

La croce divenne immediatamente oggetto di venerazione. Secondo un testimone oculare, durante una celebrazione del Venerdì Santo a Gerusalemme verso la fine del IV secolo, il legno fu tolto dal suo contenitore d'argento e posto su un tavolo insieme all'iscrizione che Pilato aveva ordinato di porre sopra la testa di Gesù: Poi "tutto il popolo passa ad uno ad uno; tutti si inchinano, toccando la croce e l'iscrizione, prima con la fronte, poi con gli occhi; e, dopo aver baciato la croce, passano oltre".

Ancora oggi le Chiese orientali, sia cattoliche che ortodosse, celebrano l'Esaltazione della Santa Croce nell'anniversario di settembre della dedicazione della basilica. La festa entrò nel calendario occidentale nel VII secolo, dopo che l'imperatore Eraclio recuperò la croce dai Persiani, che l'avevano portata via nel 614, 15 anni prima. Secondo la storia, l'imperatore intendeva riportare lui stesso la croce a Gerusalemme, ma non riuscì a procedere finché non si tolse l'abito imperiale e divenne un pellegrino scalzo.

La festa della Santa Croce si celebra il 14 settembre.