В византийский период (до 1100 года) базилика представляла собой церковь без епископской кафедры, в ней церковные службы не проводились. В период Иерусалимского королевства базилика стала кафедрой латинского епископа Вифлеема. В XII веке вокруг Храма построили здания, монастыри, а также оборонительную стену с прямоугольными выступающими башнями.
После завоевания Вифлеема армией султана Египта и Сирии Салах-ад-Дина в 1187 году латинский епископ и клир были изгнаны из базилики. Через пять лет разрешение вернуться в храм получили католические священники, но сам храм был отдан мусульманскими властями представителям Сирийской православной церкви.
В XIII веке Храм неоднократно переходил от одной церкви к другой, подвергался осквернению и разрушению. В 1266 году мамлюки вывезли из монастыря в Каир мрамор и колонны. С 1271 года Вифлеем опять стали посещать католические паломники, а с 1277 года им позволили совершать богослужения. С 1347 года католическая церковь в базилике была представлена орденом францисканцев, которые по настоящее время владеют престолом в приделе Яслей пещеры Рождества. Греческая церковь с 1244 года владеет главным алтарём базилики и мужским монастырём у её южной стены.
После завоевания Палестины Османской империей в 1516 году права христиан на базилику Рождества ограничены не были, более того, с разрешения властей храм неоднократно ремонтировали. В 1757 году султан Османской империи издал документ, согласно которому православные греки получали во владение базилику Рождества.
Землетрясение 1834 года и пожар 1869 года привели к повреждениям интерьера пещеры Рождества и вызвали необходимость проведения ремонтных работ. В восстановлении Храма принимали участие и Российские власти, так императоры Александр III и Николай II неоднократно направляли в храм пожертвования, колокола, паникадила.
С 1852 года базилика находится в совместном владении Иерусалимской, Армянской и Римско-католической церквей.