Se cree que el lugar sagrado conocido como Gruta de la Natividad es el pesebre donde nació Jesús .

[15]​ Los persas, bajo el mando de Cosroes II, invadieron Palestina y conquistaron la cercana Jerusalén en el año 614 , pero no destruyeron la estructura.

En el año 1227 la iglesia fue embellecida con una puerta de madera elegantemente tallada, cuyos restos aún se pueden ver en el nártex.

En esa ocasión, los tesoros de la iglesia, ahora preservados en el Museo Terra Sancta en Jerusalén, fueron escondidos bajo tierra y redescubiertos recién en 1863.

La iglesia fue devastada, pero no destruida; el daño más importante fue la dilapidación de su techo.

[18]​ Bajo el dominio mameluco, la iglesia fue utilizada por diferentes denominaciones cristianas, entre ellas griegos, armenios, coptos, etíopes y sirios.

Los frailes lograron obtener un papel hegemónico en Belén hasta el período otomano.

Con el objetivo de evitar que la gente entrara en la iglesia con caballos y ganado, la entrada principal fue tapiada y transformada en una puerta diminuta, conocida hasta nuestros días como la "Puerta de la Humildad", ya que los visitantes se ven obligados a agacharse para atravesarla.

El período otomano se caracterizó por el aumento de las tensiones entre las diferentes denominaciones cristianas.

En 1639, el pintor cretense Jeremías Palladas recibió el encargo del patriarca griego de pintar nuevos iconos para embellecer la iglesia.

Los franciscanos recuperaron sus derechos en 1690, pero perdieron su hegemonía una vez más en 1757, cuando a los ortodoxos griegos se les concedió la plena propiedad de la iglesia superior y la autorización para conservar las llaves de la gruta.

[20]​ Los terremotos infligieron daños significativos a la iglesia de la Natividad entre 1834 y 1837.

Citaron el Tratado de Küçük Kaynarca y luego desplegaron ejércitos en el área del Danubio.

En 1918, el gobernador británico, Ronald Storrs, demolió el muro erigido en 1842 por los ortodoxos griegos entre la nave y el coro.

[29]​A menudo se llama a la policía palestina para restablecer la paz y el orden.

El techo abierto deja al descubierto las vigas de madera, recientemente restauradas.

La restauración anterior, del siglo XV, utilizó vigas donadas por el rey Eduardo IV de Inglaterra, quien también donó plomo para cubrir el techo; sin embargo, este plomo fue tomado por los turcos otomanos, quienes lo fundieron para obtener munición para usar en la guerra contra Venecia.El extremo oriental de la iglesia consta de un presbiterio elevado administrado por los ortodoxos, cerrado por un ábside que contiene el altar principal y separado del presbiterio por un gran iconostasio dorado.

La puerta principal está decorada con detalles en madera dorada e imágenes de santos.

El corredor en forma de túnel que conecta la Gruta con las otras cuevas normalmente está cerrado.

El Altar de la Natividad es mantenido por las iglesias ortodoxa griega y apostólica armenia .

En el ábside sobre el altar había un mosaico del siglo XII que representaba la Natividad; la base del mosaico decía "Gloria in excelsis Deo et in terra pax hominibus bonae voluntatis" ("Gloria a Dios en las alturas y en la tierra paz a los hombres de buena voluntad"), que sufrió daños por un incendio en el siglo XIX.

Todavía se pueden ver fragmentos del mosaico en el ábside, pero están cubiertos por un icono durante las celebraciones litúrgicas de los griegos y armenios.

Los católicos están a cargo de una sección de la gruta conocida como la "Gruta del Pesebre", que marca el lugar tradicional donde María colocó al bebé recién nacido en el pesebre.

En las cuevas a las que se accede desde Santa Catalina se encuentran varias capillas, entre ellas la capilla de San José, que conmemora la aparición del ángel a José, ordenándole huir a Egipto; la capilla de los Inocentes, que conmemora a los niños asesinados por Herodes; y la capilla de San Jerónimo, en la celda subterránea donde, según la tradición, vivió mientras traducía la Biblia al latín (la Vulgata).