На месте современной церкви когда-то была небольшая грузинская православная часовня. В настоящее время от нее осталась видной часть апсиды, остальные стены спрятаны под полом нынешнего храма.

В XV веке тбилисские армяне здесь основали монастырь во имя Богоматери, которого называли Фетхаин. В первой половине XVIII века была построена новая церковь. Бетлеми был священным и важным местом как для армян, так и для грузин, именно поэтому в строительстве представители обеих национальностей внесли свой вклад. В 1740 году известный общественный деятель и меценат князь Гиви Амилахвари внес большой взнос для собора. В 1884 году церковь была основательно отремонтирована, возродилась фасадная кладка, того же периода купол храма. В советский период в храме прекратились службы, в нем располагали производственный цех.

С 1994 года церковь принадлежит Грузинской Православной Церкви. От Бетлемской церкви открывается прекрасный вид на Тбилиси.

Церковь представляет собой крестово-купольное здание. Она сооружена на кирпичном цоколе и облицована камнем. По сторонам от алтаря расположен диаконник и жертвенник. Церковь имеет увенчанный куполом двенадцатгранный барабан, который опирается на выступ апсиды и два основания. Западный рукав значительно удлинен. Барабан, а также северный и западный фасады облицованы тесаными плитами. Южный и западный фасады кирпичные. Окна восточного фасада украшены орнаментальными облицовками и крестами. На северном фасаде изображены рельефные херувимы, а на барабане - Богоматерь и прикованный лев. На этом же фасаде расположены несколько невысоких облицованных орнаментиами окон. Под венцом фронтона высечен крест. Западный фасад более простой. В углублении кирпичной кладки у фронтона выведен крест.. Прилегающий к обрыву скалы южный фасад совершенно не украшен, на глухой стене единственное окно. К востоку от церкви стоит треъэтажная колокольня XVII века. Первые два этажа построены из кирпича, третий этаж - открытая арками беседка из тесаного кирпича.

По материалам сайта "Georgian travel guide"