Ad Elena Augusta, madre di Costantino, si deve la edificazione della basilica di S. Croce in Gerusalemme. Restano ancora presso la basilica le rovine del Palatium Sessorianum che fu certamente una proprietà imperiale e da cui la vicina porta, oggi chiamata Maggiore, fu appellata nei secoli più antichi porta Sessoriana. Il nome di S. Croce fu aggiunto alla chiesa dopo il secolo IV, poiché in quel secolo era chiamata Sancta Hierusalem. Fino da tempi assai antichi, nella domenica quadragesimale detta Laetare, c' era la stazione, nel qual giorno il papa, fra le cerimonie prescritte, teneva nelle mani la rosa d' oro, con la quale si volevano simboleggiare le gioie del celeste giardino nella mistica Gerusalemme. Fra le monumentali epigrafi di quella basilica che da più secoli sono perdute, è da ricordare quella posta nel 425 da Placidia con Valentiniano III ed Onoria suoi figliuoli, che terminava con le parole VOTVM SOLVERVNT; simile a quella che la medesima Placidia, a nome suo e dei figliuoli, dedicò a Ravenna a S. Giovanni Evangelista, chiudendola con la formula VOTVM SOLVIT. S. Elena presso il palazzo imperiale, chiamato forse dalle concistoriali adunanze Sessorium, edificò una cappella nella quale depose papa della S. Croce da lei rinvenuta nel luogo del Calvario; perciò nell'anno 433, ai tempi di Sisto III, era chiamata Basilica Heleniana. Due monumentali iscrizioni trovate presso la basilica ricordano la madre di Costantino; la prima mutila fu scoperta fra i ruderi esistenti nella vigna adiacente alla basilica, ed oggi si legge nella sala a croce greca del museo vaticano, benché in cattivo stato.

Il testo dell'epigrafe è il seguente:

l'altra epigrafe è scolpita in una base che sosteneva la statua della augusta imperatrice, presso la cappella inferiore detta di S. Elena:

Questo monumento non sembra posteriore all'anno 327 allorché Costantino, morto Crispo, si allontanò da Roma, che è l'anno medesimo in cui S. Elena, andata a venerare i luoghi santi onde trovare un sollievo alla morte del suo nipote da lei compianto, scoprì la chiamata di Gesù Cristo. Il magno Gregorio dichiarò la basilica titolo presbiterale in luogo di quello distrutto di S. Nicomede. l'anno 720, essendone caduto il tetto, fu di nuovo risarcita dal papa Gregorio II, come narra il Libro pontificale. Benedetto VII alla fine del secolo X, cioè nel 975, costruì presso la chiesa il monastero, come abbiamo da un' iscrizione esistente ancora nella medesima. Leone IX, circa l'anno 1050, diede il monastero a Richerio abate di Monte Cassino; ma poco dopo, nel 1062 Alessandro II sostituì a quei monaci i canonici regolari della congregazione di S. Frediano di Lucca, trasportando i Benedettini nel grande monastero in Pallara sul Palatino. I monaci suddetti dimorarono nel monastero di S. Croce per 270 anni, godendo il privilegio di scegliere dalla loro congregazione il titolare della basilica. Lucio II intraprese grandi opere di restauro alla medesima, che furono compiute dal suo successore Eugenio III. Il grande Innocenzo III, come ricorda il Martinelli, si condusse processionalmente a questa basilica dal vicino Laterano a piedi nudi, per implorare da Dio la vittoria contro i Saraceni. Durante la dimora dei papi ad Avignone, il luogo giacque deserto e quasi rovinoso, sorte toccata alla maggior parte dei grandi edifici di Roma; fino a quando Urbano V, circa nell'anno 1370, rivolse a favore del luogo la somma di 3000 fiorini aurei che avevano lasciato Niccolò da Nola e Napoleone Orsino, i quali volevano con quella edificare un monastero entro le mura delle terme di Diocleziano per collocarvi i Certosini, che così vennero ad abitare a S. Croce e vi rimasero fino al pontificato di Pio IV. Questo papa, avendo per quei padri edificato nelle terme suddette il monastero di S. Maria degli Angeli, l'anno 1560 pose a S. Croce i monaci cistercensi della congregazione di Lombardia già dimoranti a S. Saba. Notevoli lavori alla basilica fece il titolare Ubaldo Caccianemico della famiglia di Lucio II, che riedificò con l'opera dei maestri marmorari romani Giovanni e i fratelli Sassone, Angelo e Gian Paolo, il ciborio, opera dell'anno 1148.

L'epigrafe dice:

Anche un secolo celeberrimo marmorario romano ebbe parte nei lavori della chiesa,  per  lavori ordinati dall'illustre card. Lucido Maria Parocchi, vicario del S. Padre Leone XIII, allorché ne era titolare. l'insigne porporato, volendo con sapiente divisamento rimuovere dal pavimento della basilica quei marmi tolti a monumenti profani e cristiani, coi quali barbaramente per tutto il medio evo si solevano lastricare le antiche chiese, scoprì un frammento di lastra marmorea posta a rovescio, sulla quale si leggeva il nome del noto marmorario Vassalletto. Quella pietra spettava probabilmente alla cattedrale episcopale situata in fondo all'abside della basilica, e vi si legge il nome del marmorario così: BasSALLECTVS ME FECIT, che lavorava nel 1263. l'importante monumento con altre pietre provenienti dalle catacombe romane è stato murato presso il vestibolo della chiesa. l'anno 1492, il card. Condisalvo Mendoza, in occasione di nuovi lavori fatti alla basilica, scoprì la reliquia del titolo della Croce che era nascosta nel mezzo dell'arco della tribuna. Mantenne l'edificio la sua forma primitiva fino ai tempi di Benedetto XIV, il quale, distrutta l'antica fronte e il portico basilicale primitivo nel 1744, vi sostituì l'odierna facciata e vi rifece il portico con architettura del Passalacqua e del Gregorini. Nell'interno del portico ci sono quattro colonne di granito, e due di bigio lumachellate. La volta della chiesa fu dipinta dal Giaquinto, e l'abside è stata colorata dal Perugino o dal Pinturicchio. Lalkk è coperto da un baldacchino retto da quattro colonne, due di breccia corallina, e due di porta santa. Dalle stampe, ritraenti la icnografia esterna della chiesa di S. Croce in Gerusalemme innanzi ai lavori di Benedetto XIV, risulta che fino a quell'epoca si conservarono degli avanzi del Palatium Sessorianum, e il portico e la fronte della basilica che avevano qualche analogia con quelli di S. Lorenzo sulla via Tiburtina. Il monumento più antico che rimane è la volta della cappella nella chiesa inferiore, dedicata a S. Elena, la quale è ricoperta di mosaici, la cui origine si attribuisce a Valentiniano III, ma che in più epoche risarciti e rinnovati, massime nel secolo XVI, poco o nulla più conservano del tipo primitivo.

Presso l'ingresso della medesima si legge:

Altro monumento importante è la pietra sepolcrale di Benedetto VII (974‑83), ove si allude ai misfatti dell'antipapa Bonifacio VII, soprannominato Francone, il quale, invasa la Sede Apostolica nell'anno 974, fece strangolare sacrilegamente il papa Benedetto VI e rubò i tesori della basilica vaticana.

Il marmo è affisso a destra della porta maggiore entrando:

Il papa Benedetto XIV non solo restaurò la basilica di S. Croce, ma fece spianare la collina situata presso la medesima che si chiamava il monte Cipollaro, corrisponde al prato di S. Croce lungo il tratto presso le mura della città fra la basilica lateranense e la nostra chiesa. Quel colle che toglieva in parte la vista della chiesa dalla banda del Laterano e che rendeva da quella parte difficile l'accesso alla medesima era chiamato Cipollaro, perché si coltivavano agli e cipolle in occasione della festa di S. Giovanni.Tornando ora alle memorie sepolcrali della chiesa, oltre alle predette, il Mellini nota che in faccia alla quarta colonna si leggeva il seguente frammento, che oggi benché ne abbia fatte molte ricerche, mi sembra perduto.

Eccone il testo:

Disgraziatamente il principio dell'epigrafe è perito e non ci è dato conoscere la famiglia del giovanetto Giovanni di cui si deplora la perdita, che fu divitiis pollens, e sulla cui tomba pianse tutta la gioventù romana. Ladin assai, ma non ne adduce ragione, che questa chiesa sia forse l'antico titolo d' Emiliana. Nello Stato temporale delle chiese di Roma nel 1662 si legge che il monastero non si sa da chi fosse fondato, e che già viene ricordato nell'epigrafe di Benedetto VII.

Nei regesti di Urbano V si legge:

Il ch. De Rossi ha scoperto in appendice al celeberrimo codice di Einsiedeln una descrizione delle funzioni che nel secolo VIII il papa celebrava in questa basilica nella settimana santa. È importantissima quella del venerdì santo, dalla quale risulta che Domnus Apostolicus, cioè il papa, a piè scalzi con il clero portava dal Laterano processionalmente le reliquie della croce ad ecclesiam Hierusalem ove dopo averla adorata e baciata, la facea baciare al popolo. Poi recitate alcune lezioni e letta la passione, e fatte le preci ritornava al Laterano, e si soggiunge: Attamen Apostolicus ibi non communicat nec diaconi, qui vero communicare voluerit communicat de capsis de sacrificio quod V feria servatum est. Et qui noluerit ibi communicare vadit per alias ecclesias Romae seu per titulos et communicat.