El monarca decidió comprar más reliquias de la Pasión, de las que llegó a reunir diez, y mandó erigir una nueva capilla en su residencia para custodiar su preciada colección.
La capilla se concibió como un gran joyero, y por ello se inspira en las obras de orfebrería, hechas en metales nobles y decorados con piedras y esmaltes coloristas. Debe tenerse en cuenta que el tráfico de reliquias, y la falsificación, fueron corrientes durante la Edad Media en la medida que la posesión de semejantes piezas sagradas garantizaban la protección de los espíritus, tanto de los vivos como de los muertos. De hecho los entierros se realizaban en las iglesias, y se pagaban fuertes sumas para estar más cerca de las reliquias.
La construcción de la Sainte-Chapelle comenzó hacia 1242, y el templo fue consagrado seis años más tarde. Se desconoce la identidad del arquitecto que dirigió los trabajos, aunque se suele considerar que fue Pierre de Montreuil, responsable de la ampliación de la catedral de Notre Dame.
La capilla se encuentra estructurada por dos niveles. La planta baja que corresponde al pueblo y fue completamente redecorada en el siglo XIX, y la planta alta destinada para los soberanos y que exhibe vitrales del siglo XIII, los más antiguos de París. Éstos trata de unas 1134 escenas del antiguo y nuevo testamento organizadas de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba, desde el Génesis a la Apocalipsis. Los detalles de la arquitectura original fueron alterados en el XIX y por ello valen más para entender el revival que el mundo gótico.
El dominio de la técnica constructiva permitió horadar el muro hasta límites desconocidos en la época, logrando reducir la estructura a un simple esqueleto cubierto por grandes vanos en los que se disponen las vidrieras. La luz, como símbolo de Dios, se convierte en la gran protagonista del espacio interior. El arquitecto logró dotar al edificio de un aspecto desmaterializado que evocaba la Jerusalén celeste, al tiempo que trataba de dar un carácter sagrado a la dinastía de los Capeto.
Durante la revolución francesa, fue amenazada de demolición para luego pasar a albergar el depósito de un archivo judicial. Durante el siglo XIX, cuando el neogótico entró en escena, la Chapelle vivió días de gloria que alumbraron nuevas obras de reconstrucción. El auge del medievalismo en el XIX supuso la conservación y mantenimiento de los viejos monumentos medievales, pero también la intervención “de estilo” completamente arbitraria respecto del modelo concreto, tales son los casos del agregado de unos accesos salientes, la decoración de fachada principal y la balaustrada con flores de lis ubicada sobre el rosetón, entre otros detalles.