En 1009 le calife fatimide d'Egypte al-Hakim donna l'ordre sans équivoque de détruire l'Elise du Saint Sépulcre.
Voici comment l'historient arabe Yahia Ibn Sa'id décrit cet événement:
"Ils s'emparèrent de tous les meubles qui se trouaient dans l'église et les détruisirent complètement; ils ne laissèrent que ce dont la destruction était très difficile. Ils détruisirent aussi le Calvaire et l'église de Saint Constantin et tout ce qui se trouvait à proximité, et ils tentèrent d'éliminer les vestiges sacrés. Cet destruction commença le Mardi cinquième jour avant la fin du mois de Saffar (15 Août 1009).
Durant plus de onze années il fut interdit aux chrétiens de visiter ce site; il ne leur était pas permis de prier dans les ruines. Ce fut seulement plusieurs années après que les chrétiens eurent la permission de reconstruire le sanctuaire.
Ce fut le résultat d'un Traité de paix entre l'Empereur byzantin Argyropulos et le successeur de al-Hakim. Les travaux commencèrent sous le règne de l'empereur Constantin Monomaque.

Les architectes de l'Empire, dès leur arrivée à Jerusalem, déterminèrent l'impossibilité de restaurer tout ce qui été construit par Constantin.
Alors ils décidèrent de conserver seulement l'Anastasis, en lui adjoignant une grande abside à l'Est et plusieurs chapelles sur le terrain de la place du jardin et au lieu du Martyrium.
Ces travaux furent achevés entre 1042 et 1048. Au cours de cette reconstruction le Porche oriental, le Martyrium et le Portique du jardin disparurent. Avec la restauration de l'Anastasis et du nouveau tronc de l'évêque disparut aussi definitivement l'agréable illumination venant directement du soleil.

Malgré ces changements la nouvelle architecture ne manquait pas de qualité artistique. Par exemple des mosaïques recouvraient les parois et la coupole. L'Abbé russe Daniel, qui visité Jérusalem à cette époque, nous a laissé cette description:

"L'Eglise de la Résurrection est de forme ronde et appuyée sur douze colonnes monolithes et six pilastres. Le pavement est fait de très belles dalles de marbre. Elle a six portes et des tribunes dotées de douze colonnes représentant les saints Prophètes; de belles mosaïques sont sous le plafond et sur les tribunes.
L'autel est surmonté d'une Icône du Christ. Au dessus de l'Autel majeur se fait voir une mosaïque représentant l'exaltation d'Adam. L'Ascension du Christ est représenté dans l'abside. L'Annonciation sur les deux pilastres voisins de l'autel.
La coupole de l'église n'est pas clôturée par une voûte en pierre, mais par des poutres de bois, entrelacées entre elles. L'église a une ouverture à son sommet. Le Saint Sépulcre est placé sous cette coupole ouverte".

Le pèlerin russe Daniel a vu des mosaïques dabs la chapelle de la crucifixion sur le Golgotha.
Il a vu la chapelle de la "Prison du Christ", celle de la "Redécouverte de la Croix" et celle dédiée à l'Apparition de Jésus à sa mère au Nord de l'Anastasis.