W latach 1958-1964, równolegle do prac remontowych na zamku legnickim, a także później w latach 1970-1972,  prowadzone były badania archeologiczno – architektoniczne. W ich wyniku znacznie lepiej poznane zostały dzieje legnickiego zamku, a także historia zasiedlenia tego miejsca przez człowieka.

Odsłonięcie reliktów kaplicy romańskiej w trakcie badań archeologicznych prowadzonych w latach 1962-1963 w południowo zachodniej części dziedzińca wschodniego  pozwoliło na odtworzenie formy i wystroju architektonicznego kaplicy, jak również weryfikację istniejących na jej temat poglądów i hipotez wysuwanych przez kolejne pokolenia badaczy. Pierwsza wzmianka o kaplicy św. Benedykta, będąca jednocześnie najstarszą informacja źródłową na temat samej Legnicy, pochodzi z roku 1149. Dotychczas nie udało się ustalić dokładnego miejsca jej położenia. Za obecnością kaplicy na terenie grodu kasztelańskiego przemawiać może fragment cmentarzyska szkieletowego odkrytego w południowo-zachodniej części dziedzińca zamkowego. Najstarsza kaplica mogła znajdować się pod budynkiem dzielącym obecnie dziedziniec zamkowy na dwie części.

Kolejne informacje na temat kaplicy pochodzą z lat: 1193, 1201 (w tym dokumencie wymieniona została jako kaplica pod wezwaniem św. Wawrzyńca), 1253 (kaplica pod wezwaniem św. Benedykta i Wawrzyńca), jednak dopiero w dokumencie z 1318 określona została jako kaplica zamkowa. W źródłach pojawia się jeszcze jedno wezwanie kaplicy – w dokumencie z 1400 czytamy o capella sancti Benedicti et Hedwigs.

Do końca XII w. (1193 r.) opiekę nad kaplicą św. Benedykta sprawowali benedyktyni z opactwa św. Marcina we Wrocławiu, w okresie późniejszym, aż do czasu zburzenia kaplicy w 1621 r., związana była z norbertanami z ołbińskiego klasztoru św. Wincentego i NMP we Wrocławiu. Do nich należało prawo wyznaczania kolejnych rektorów.

Kaplica św. Wawrzyńca znajdowała się pod patronatem książąt legnickich, dopiero od 1330 r. opiekę nad nią sprawowali cystersi z Lubiąża, a sama kaplica została rok później inkorporowana do opactwa.
Funkcję kaplicy książęcej pełniła z pewnością jeszcze w XVI w. Wiemy, że po śmierci pierwszej żony Fryderyka II Elżbiety Jagiellonki (1517 r.) odprawiane tu były msze za zmarłą. W okresie reformacji Legnica, podobnie jak Śląsk stała się ostoją luteranizmu. W 1525 r. pierwszym kaznodziejom zamkowym został Johann Sigismund Werner.
Budowla rozebrana została niemal sto lat później, dokładnie w 1621 r., w związku z rozbudową zamku w okresie panowania księcia Jerzego Rudolfa (1595-1653) i na ponad trzy stulecia zniknęła z kart historii. Najniższe partie murów kaplicy, uzupełnione w momencie budowy pawilonu wystawienniczego, oddzielone zostały od fragmentów zrekonstruowanych białą linią. Legnicka kaplica zamkowa, stanowiąca jeden z elementów zespołu rezydencjalnego wzniesionego na terenie dawnego grodu za panowania Henryka I Brodatego (1201-1238), była założeniem o iście królewskiej formie oraz wystroju. Podobnie jak budynek palatium oraz wieże obronne wzniesiona została z cegły ułożonej w wątku wendyjskim. Wystrój wnętrza obiektu tworzyły piaskowcowe detale architektoniczne oraz płytki i kształtki ceramiczne.

Kaplica założona została na planie dwunastoboku o średnicy wewnętrznej 11 m oraz grubości murów ścian wynoszącej 1,2 m. W centralnej części nawy wzniesiono sześć filarów wewnętrznych, dodatkowy filar, wspierający tzw. podwójny łuk tęczowy, znajdował się w miejscu oddzielającym nawę oraz prezbiterium. Od strony wschodniej do nawy głównej przylegało kwadratowe (5x5 m) prezbiterium, zakończone półcylindryczną absydą.
Nawa okrężna, znajdująca się pomiędzy sześciobocznym pierścieniem filarów oraz 12-bocznym murem zewnętrznym, miała szerokość 3,3 m i przykryta została krzyżowo-żebrowymi sklepieniami.
Kaplica została opięta skarpami i zwieńczona latarnią, oświetlającą wnętrze centralnej części świątyni. Całość przykryta została dachem namiotowym, jedynie prezbiterium przykrywał dach dwuspadowy.

Jak wykazały badania architektoniczne, a także przeprowadzona w związku z nimi analiza źródeł pisanych oraz ikonograficznych, kaplica zamkowa miała charakter dwupoziomowy. Długotrwałe spory toczone odnośnie tego właśnie problemu rozstrzygnął jednoznacznie passus z tzw. baumgartenowskiej redakcji Legendy o świętej Jadwidze (1504 r.) oraz przeprowadzone w 1990 r. badania archeologiczne. Wykazały one obecność we wnętrzu kaplicy reliktów schodów, prowadzących pierwotnie na piętro książęcej kaplicy.

W kaplicy dolnej, noszącej wezwanie św. Benedykta, a później również św. Jadwigi, znajdowała się capella publica, przeznaczona dla ogółu wiernych. Sytuację tą potwierdza dokument z początków XV w., w którym biskup wrocławski Wacław udzielił wiernym odwiedzającym kaplicę w dniu św. Piotra i Pawła 40 dni odpustu.
Znajdująca się powyżej kaplica św. Wawrzyńca pełniła rolę capella privata i przeznaczona była dla księcia i jego najbliższego otoczenia. W związku z sąsiedztwem palatium możemy założyć, że jego zachodnie skrzydło połączone mogło być z kaplicą za pomocą drewnianego ganku W związku ze znacznym zakresem prac rozbiórkowych przeprowadzonych w 1621 r. trudno o precyzyjne określenie wystroju tego poziomu kaplicy. Z jego wnętrza zachowały się jedynie glazurowane płytki posadzkowe oraz nieliczne fragmenty detalu. Wydaje się, że wystrój ten musiał być równie bogaty jak wystrój parteru. Bogaty wystrój miał podkreślać potęgę i znaczenie Henryka Brodatego i dynastii piastowskiej.

Kaplica zamkowa swoją formą architektoniczną nawiązuje do tak znanych obiektów jak wzniesiona nad Grobem Chrystusa w Jerozolimie rotunda konstantyńska czy capella palatina Karola Wielkiego w Akwizgranie. Wzorce antyczne oraz karolińskie zaczerpnięte zostały z architektury niemieckiej, najprawdopodobniej za pośrednictwem św. Jadwigi oraz kontaktów samego Henryka Brodatego z tym obszarem. Pewnych wpływów na powstanie kaplicy doszukiwać się można również w architekturze sakralnej zakonu templariuszy (dwunastoboczna kaplica templariuszy w Paryżu). Najbardziej zbliżoną typologicznie budowlą dla Legnicy jest kaplica Altenburgu koło Kobern, zbudowana w latach 1221 –1236. Natomiast fragmenty detalu rzeźbiarskiego kaplicy legnickiej wykazują podobieństwo z wystrojem plastycznym kościoła w Trzebnicy. Istnieje duże podobieństwo szczegółów i techniki konstrukcyjnej między Legnicą i Trzebnicą co pozwala sądzić iż były dziełem tego samego warsztatu. Cechy detali architektonicznych – opracowanie archiwolty, forma kapliteli i rodzaj ornamentu – pozwoliły datować budowę kaplicy na lata 1220 – 1240. W 1969 roku rozpoczęto prace przy budowie pawilonu wystawowego, które zakończono w 1975 roku. Obecna ekspozycja reliktów kaplicy, projekt wnętrza i rekonstrukcja wnętrza świątyni jest dziełem Jerzego Rozpędowskiego – prowadzącego prace architektoniczne.

Kaplica udostępniana była dotychczas okazjonalnie. Od 1991 roku udostępniona jest do zwiedzania.