Sfântul Baldachin care se înalță pe locul Mormântului lui Hristos se află la vest de Biserica principală a Învierii și ocupă o porțiune din partea de vest a rotondei. Mormântul inițial avea, firește, forma mormintelor iudaice săpate în piatră, dar, după descoperirea lui de către Sfânta Elena, stânca a fost transformată și mormântul a rămas izolat. Eusebius menționează că Sfântul Mormânt era împodobit cu coloane frumoase, dar nu vorbește despre vreo construcție închisă. Potrivit Etheriei însă Sfântul Mormânt era deja cuprins într-o construcție închisă, iar mărturiile mai târzii transmit că mormântul era izolat, având un acoperiș octogonal rezultat din cioplirea stâncii.

Din descrierile pelerinului anonim din Placentia (aprox. 570 d.Hr.) și ale lui Arculfos (679-688 d.Hr.), reiese că Sfântul Mormânt era, la început, săpat într-un monolit, așezat în mijlocul unei platforme mari, înconjurat de un zid circular și acoperit de un baldachin susținut de colane. În această formă s-a păstrat până la distrugerea Bisericii de către Al Hakim (1009-1012 d.Hr.), când stânca a fost nivelată și construcția care o înconjura a fost complet distrusă. În urma restaurării Bisericii din timpul lui Constantin IX Monomahul (1042-1048 d.Hr.), Sfântul Mormânt a fost închis într-un nou edificiu. Atunci a căpătat forma de mausoleu alungit, care se extindea în partea de vest printr-un poligon semicircular și era înconjurat de coloane lipite de zidurile închise. Forma pe care o are astăzi sfântul Baldachin datează din 1810, după cum mărturisește inscripția gravată pe fațada lui: S-A RESTAURAT BALDACHINUL SFÂNTULUI MORMÂNT CU TOTUL, DIN TEMELIE, PRIN MILOSTENIA ROMEILOR ORTODOCȘI, ÎN TIMPUL PATRIARHULUI KIR POLICARP ÎN ANUL 1810, ÎN LUNA MARTIE.

Această construcție a înlocuit-o pe cea veche, care fusese distrusă în incendiul din 1808, și mormântul a fost îmbrăcat cu plăci din piatră locală, albă-roșiatică. Întreaga construcție e împrejmuită de stâlpi și coloane false, care formează abside cu elemente decorative simple, și este acoperită de multe basoreliefuri, atât în interior, cât și în exterior.

Fațada sfântului Baldachin se află pe latura de răsărit, acolo unde este și unica intrare. În vechime, această intrare dispunea de o ușă de lemn împodobită cu sidef, care a supraviețuit incendiului din 1808 și astăzi se păstrează în Muzeul Patriarhiei. Noua ușă are ciocănele circulare de argint pe care se află următoarea inscripție, scrisă cu litere de mici dimensiuni: „Doamne, deschide-ne nouă ușa milei Tale” (în dreapta) „și caută din sfântul Tău lăcaș” (în stânga). Pe pragul ușii este gravată o inscripție cu numele arhitectului: ARHITECTUL VASILIKOS H. KOMNENOS KALFA, 1810.

De o parte și de alta a intrării în Baldachin se află două sfeșnice de marmură impresionante, care poartă inscripția: PROPRIETATE A ROMEILOR ORTODOCȘI ÎNCHINATĂ LUI HRISTOS. Firește, această inscripție nu se referă numai la sfeșnice, ci constituie o dovadă a întâietății grecilor ortodocși, restauratorii exclusivi și adevărații stăpâni ai locului de închinare. Astăzi, pelerinul poate vedea în total douăsprezece sfeșnice, șase mari și șase mici, care aparțin, câte patru, ortodocșilor, latinilor și armenilor.

Fațada Baldachinului este împodobită cu patru coloane monolitice, spiralate, din marmură albă-roșiatcă, care se termină cu capiteluri în stil corintic. Deasupra intrării este reprezentată Învierea lui Hristos, într-un basorelief acoperit cu argint aurit. Deasupra acestei reprezentări se află un pergament deschis pe care scrie: ÎNAINTEA MORMÂNTULUI TĂU DE VIAȚĂ PURTĂTOR STÂND NOI, NEVREDNICII, DOXOLOGIE ADUCEM MILOSTIVIRII TALE NEGRĂITE, HRISTOASE, DUMNEZEUL NOSTRU.

Un pergament de același fel, dar de dimensiuni mai mici, a fost săpat în partea de jos a icoanei și poartă inscripția: ÎNVIEREA LUI HRISTOS VĂZÂND, SĂ NE ÎNCHINĂM SFÂNTULUI DOMNULUI IISUS UNUIA FĂRĂ DE PĂCAT. În fața icoanei în basorelief a Învierii sunt aprinse douăsprezece candele aflate în grija ortodocșilor, cărora le aparține și o candelă mare ce arde în fața întregului edificiu.

În mijlocul fațadei sfântului Baldachin, deasupra candelelor, se află o coroană regală pe care o susțin doi îngeri. La același nivel, la dreapta și la stânga, au fost făurite două cadre asemănătoare, dreptunghiulare, care poartă inscripțiile: TOȚI CREDINCIOȘII SĂ NE ÎNCHINĂM ȚIE, MORMÂNTULUI PURTĂTOR DE VIAȚĂ, CĂCI ÎN TINE S-A ÎNGROPAT ȘI A ÎNVIAT HRISTOS DUMNEZEUL NOSTRU CU ADEVĂRAT // CEI CE TĂGĂDUIȚI ÎNVIEREA TRUPURILOR, VENIND LA MORMÂNTUL LUI HRISTOS, ÎNVĂȚAȚI CĂ A MURIT ȘI APOI A ÎNVIAT TRUPUL DĂTĂTORULUI DE VIAȚĂ, SPRE ÎNCREDINȚAREA ÎNVIERII CELEI DE LA URMĂ ÎN CARE NĂDĂJDUIM.

De asemenea, și celelalte trei laturi ale Baldachinului sunt împodobite cu cadre dreptunghiulare pe care se află o inscripție continuă scrisă cu litere mari: SĂ LAUDE NEAMURILE ȘI POPOARELE PE HRISTOS DUMNEZEUL NOSTRU, CARE DE BUNĂVOIE A RĂBDAT CRUCE PENTRU NOI ȘI ÎN IAD TREI ZILE A STĂTUT, ȘI SĂ SE ÎNCHINE ÎNVIERII LUI DIN MORȚI, PRIN CARE S-AU LUMINAT TOATE MARGINILE LUMII.

În partea de sus, Baldachinul este împrejmuit de un parapet împodobit cu mici coloane și stâlpi. În clavicula parapetului este reprezentat în basorelief un ochi care „pe toate le vede”, iar baza este împodobită cu un impresionant fleuron. Parapetul este așezat pe o cunună ce cuprinde capitelurile coloanelor false de pe pereții de marmură. Întreaga construcție este încununată de o cupolă de plumb cu două curburi, care se sprijină pe parapet prin coloane și stâlpi. Parapetul, la rândul lui, este așezat pe o înaltă cunună arcuită.

Pe fațada sfântului Baldachin se află două adaosuri ale latinilor și armenilor care au și ei drepturi în cadrul Bisericii. Deasupra icoanei în basorelief a Învierii a fost așezată de către latini o pictură în ulei în stil apusean, cu aceeași temă, iar mai jos se află o reprezentarea similară aparținând armenilor. În fața acestor icoane, ard candele aflate în grija confesiunilor respective, șapte mai mari ale latinilor și douăsprezece mai mici ale armenilor. Aceste adaosuri ulterioare acoperă o mare parte din inscripțiile grecești.

Interiorul sfântului baldachin este împărțit în două încăperi, ante-camera care se numește „sfânta Piatră” sau „paraclisul Îngerului”, și camera funerară principală, adică Sfântul Mormânt. În centrul ante-camerei, pe o mică masă pătrată, într-un suport special de marmură, se păstrează o parte din piatra pe care a stat îngerul atunci când a vestit Mironosițelor Învierea lui Hristos. Pe cele patru laturi ale suportului, înconjurată de o ramă specială, se află o inscripție care povestește evenimentul respectiv: UN ÎNGER AL DOMNULUI, COBORÂND / DIN CER, A ROSTOGOLIT / PIATRA DE LA / UȘA MORMÂNTULUI.

Deasupra sfintei Pietre se află o mică cupolă, pentru aerisirea spațiului. De tavan sunt atârnate cincisprezece candele, dintre care cinci sunt ale ortodocșilor, cinci ale latinilor, patru ale armenilor și una a copților. În interior, ante-camera e acoperită cu plăci de marmură, iar podeaua este acoperită cu marmură de diferite culori. Două deschizături ovale aflate în zidurile paraclisului îngăduie transmiterea Sfintei Lumini.

O intrare joasă, cu ornamentație în basorelief în stil baroc, duce către cămara Sfântului Mormânt. În partea de sus a pilaștrilor și pe pragul de sus este o reprezentare a Pietrei, cu Femeile Mironosițe pe pilastrul din stânga și arhanghelul Gavriil pe cel din dreapta. Reprezentările sunt însoțite de inscripții cu numele sfinților: MARIA LUI IAC(OV) / SALO(MEA) / MAR(IA) MAGD(ALENA) // ARHAN(GHELUL) GAVR(IIL). Reprezentarea este explicată într-o inscripție gravată pe o panglică în valuri aflată în partea de jos a pragului: MIRONOSIȚELOR FEMEI, DE CE CĂUTAȚI PE CEL VIU ÎNTRE CEI MORȚI? A ÎNVIAT DOMNUL! Acoperământul ușii poartă o reprezentare a Învierii lui Hristos. Deasupra ilustrației, pe plăcile de marmură, au fost realizați doi îngeri cu trâmbițe, însoțiți de un pergament cu inscripția: VENIȚI DE VEDEȚI LOCUL UNDE A ZĂCUT DOMNUL.

Sfântul Mormânt este constituit dintr-o cameră dreptunghiulară, săpată în piatră, care, în urma ultimei restaurări, a fost acoperită cu plăci de marmură. Mormântul propriu-zis se află în partea de nord a camerei și este acoperit pe latura din față și pe cea de deasupra cu două plăci de marmură albă.

Pe zidul de nord al mormântului domină o reprezentare în basorelief a Învierii lui Hristos, încadrată de patru îngeri, dintre care cei doi de la bază I se închină, iar ceilalți doi de sus țin o coroană. De o parte și de alta este gravată o inscripție cuprinzând vestea Învierii de viață purtătoare: CE CĂUTAȚI? CĂUTAȚI PE IISUS NAZAINEANUL CEL RĂSTIGNIT? A ÎNVIAT. NU ESTE AICI. IATĂ LOCUL UNDE L-AU PUS. Deasupra Sfântului Mormânt se află o streașină de marmură care poartă, în partea de sus, troparul Utreniei din Duminica Învierii: ÎNVIEREA TA, HRISTOASE MÂNTUITORULE, ÎNGERII O LAUDĂ ÎN CERURI, ȘI PE NOI, PE PĂMÂNT, NE ÎNVREDNICEȘTE CU INIMĂ CURATĂ SĂ TE SLĂVIM. De o parte și de alta a icoanei în basorelief a ortodocșilor, au fost adăugate două icoane mobile ale Învierii, una, în basorelief, aparținând latinilor și alta, pictată în ulei, a armenilor. Acestea acoperă în parte reprezentarea originală.

Sub cununa cupolei, de jur împrejurul camerei, este gravat pe pereții de marmură, troparul Sfântului Ioan Damaschin: CA UN PURTĂTOR DE VIAȚĂ, CA UN MAI ÎNFRUMUSEȚAT DECÂT RAIUL CU ADEVĂRAT ȘI MAI LUMINAT DECÂT ORICE CĂMARĂ ÎMPĂRĂTEASCĂ S-A ARĂTAT, HRISTOASE, MORMÂNTUL TĂU, IZVORUL ÎVIERII NOASTRE. Deasupra intrării este scrisă rugăciunea arhitectului: POMENEȘTE, DOAMNE, PE ROBUL TĂU, VASILIKOS KALFA H. KOMNENOS DIN MITILENE, 1810.

Sfântul Mormânt este luminat de lumânări nestinse și de 43 de candele, dintre care 13 aparțin ortodocșilor, 13 latinilor, 13 armenilor și 4 copților.

În sfântul Baldachin se săvârșește în fiecare zi, de către ortodocși, Sfânta Liturghie, în cadrul căreia Sfântul Mormânt este folosit ca proscomidiar, iar sfânta Piatră ca Sfântă Masă. În acest loc veghează mereu, ca un păzitor neadormit, un monah aghiotafit, certificând drepturile Obștii aghiotafite în cel mai sfânt lăcaș de închinare al lumii creștine.