Кафоликон, как и ротонда, окружен просторными галереями, в которых размещаются несколько приделов.
В северной галерее храма находится место, называемое Аркады Девы: огромные 4-гранные столбы, несущие высокие своды, перемежающиеся с колоннами, между которыми выделяется беломраморный фрагмент постройки императора Адриана. Предполагается, что из 7 колонн 4 центральные относятся к Трипортику Константина.
В восточном конце галереи расположена православная часовня, обозначенная на старинных планах как часовня Уз или Темница Христова, впервые упоминаемая в источниках на этом месте не ранее XV века. Это не археологическая реконструкция, а архитектурно оформленная «литургическая модель» подлинной Христовой Темницы. Перед входом в нее под престолом находится каменная плита с 2 отверстиями для ног, куда сажали приговоренных, сделанная по аналогии с кандальной каменной скамьей в Претории. Греки обычно называют это помещение часовней святых жен-мироносиц, а русские богомольцы с недавнего времени - часовней Богородицы Плачущей, по находящейся в ней иконе Богоматери «Умиление» XIX века, которая с 1986 года почитается чудотворной. Первоначальное назначение этого помещения неизвестно; предположительно к времени Распятия здесь находилась древнееврейская гробница; по другой версии, сюда, в заброшенную пещеру, приходили cвятые жены-мироносицы.
В амбулатории, позади алтарной апсиды кафоликона, находятся еще 3 придела. Первый, православный, посвящен святому Лонгину Сотнику. На его мраморной балюстраде начертан стих из Евангелия: «Сотник же и те, которые с ним стерегли Иисуса, видя землетрясение и всё бывшее, устрашились весьма и говорили: воистину Он был Сын Божий» .
Следующий, расположенный в галерее придел принадлежит Армянской церкви и посвящен Разделению риз ; согласно преданию, именно на этом месте распинавшие Христа легионеры разделили Его одежды (при этом на Голгофе существует римо-католический престол того же посвящения).
Близ лестницы, уходящей вниз к церкви святой Елены, помещается придел Тернового венца. В центре придела, под престолом, под стеклом помещен фрагмент толстой, круглой колонны серого мрамора, именуемой Колонной поругания. По преданию , на этой колонне, высотой не более 30 см, сидел Спаситель в момент увенчания Его терновым венцом . По свидетельству русских паломников середины XIX века, тут же «в стене за стеклом и за решеткой» сохранялась часть тернового венца .
Часовня Гроба Господня (Кувуклия)
Храм Воскресения Господня (Кафоликон)