По стенам храма кое-где видны остатки мозаики Михаила Комнена; кроме того, есть изображение последних предков св. Иосифа (полуфигуры), важнейших Вселенских и Поместных Соборов, выше – группы украшений из ветвей с листьями, ликов ангелов на сводах и проч. Эта часть храма отделяется глухою стеною от третьей части храма, в которой и помещается собственно храм над пещерой Рождества Христова. В эту часть храма ведут три двери. Она представляет собственно продолжение среднего корабля, пересекаемого поперечным. Оба эти корабля образуют форму латинского креста; в четырех углах их пересечение находятся четыре пилястра. В абсиде главного среднего корабля находится греческий алтарь и престол, отделенный от западной части храма небольшим амвоном и иконостасом.

Остатки мозаики по стенкам этой части храма изображают различные событие из жизни Христа: в южном абсиде очень своеобразное изображение входа Господа в Иерусалим; в северной абсиде – изображение явления воскресшего Спасителя апостолам вместе с Фомою; у апостолов нет сияний (нимбов); третий рисунок представляет картину Вознесения Христова: апостолы также без сияний; посреди апостолов находится Пресвятая Дева; верхней части рисунка не достает.

Две лестницы из этой части храма ведут вниз, в пещеру Рождества Христова. Эти лестницы расположены на правой и левой стороне солеи православного алтаря; в настоящее время нравая (южная) лестница принадлежит православным, а левая (северная) – католикам. Самая пещера Рождества Христова, находящаяся под православным алтарем, имеет продолговатый вид: длина ее – 12 м 40 см, ширина – 3 м 90 см и высота – 3 м. Вся пещера освещена 32-мя лампадами. Пол ее покрыт плитами мрамора так же, как и стены. В восточной нише находится престол, а над престолом серебряняая звезда с надписью на земле по латински: Нiс de Virgine Maria Iesus Christus natus est (Здесь от Девы Марии родился Христос).

Без благоговейного трепета и духовного восторга нельзя читать эту надпись, так много говорящую сердцу и уму христианина! Вокруг этой ниши горят 15 лампад, из которых 6 принадлежат грекам, 5 армянам и 4 католикам. Как ни ярко горят эти лампады, но как немощно и слабо их свет напоминает о свете присносущном, о свете мира, некогда воссиявшем здесь!

Почти напротив пещеры находятся три ступеньки, по которым спускаются в капеллу яслей, находящихся в особой пещере. Самые эти ясли сделаны из мрамора: дно из белого мрамора, а боковые стенки из коричневого мрамора; в яслях лежит сделанное из воска изображение младенца Христа. Здесь же на западе находится латинский престол поклонения волхвов с изображением (позднейшего времени) этого события.

Невдалеке от этой пещеры из юго-западного угла церкви св. Екатерины ведет лестница в южные части пещеры, сначала в так называемую капеллу невинных младенцев, где, по позднему преданию ХV века, Ирод повелел умертвить нескольких младенцев, спрятанных здесь их матерями. Пять ступеней вверх ведут в капеллу св. Иосифа, воздвигнутую в 1621 году на месте, где будто бы св. Иосиф получил от ангела приказание бежать в Египет с младенцем Христом. Кроме всего этого весьма почитаются христианами, особено католиками, находящиеся в особых пещерах гроб блж. Иеронима (отца IV в.), гроб и престол пресвитера Евсевия Кремонского, гробы учениц блж. Иеронима Павлы и ее дочери Евстохии и, наконец, келлия, где этот блж. Иероним провел 36 лет мирной жизни в своих трудах над переводом книг св. Писания на латинский язык (Вульгата) и другими трудами на пользу Церкви.

Есть еще тут так называемая пещера молока, где будто бы капли молока падали на землю из груди Богоматери; есть долина пастырей и селение пастырей – Бет Сагур, откуда были родом пастухи, удостоившиеся первые получить весть от небожителей о рождении Спасителя мира.