W latach 1958 – 1972, w czasie prac remontowych na zamku legnickim prowadzone były równocześnie badania archeologiczno – architektoniczne. W 1961 roku w obrębie dziedzińca zamkowego odkryte zostały fragmenty murowanej kaplicy romańskiej znanej dotychczas ze źródeł historycznych i ikonograficznych. Pierwsza wzmianka o legnickiej kaplicy pochodzi z 1149 roku, z dokumentu wydanego przez Bolesława Kędzierzawego o dotyczy uposażenia klasztoru św. Wincentego i NMP we Wrocławiu. W dokumencie tym kaplica zamkowa wymieniona jest pod wezwaniem św. Benedykta. Dokument późniejszy z 1193 roku wydany przez papieża Celestyna III, potwierdzający stan majątkowy tego klasztoru wymienia kaplicę pod wezwaniem św. Wawrzyńca. Pod dwoma dotychczas znanymi wezwaniami św.św. Benedykta i Wawrzyńca występuje kaplica w 1253 roku jako własność tego samego opactwa.

Najstarsza kaplica, której dotyczą dokumenty z 1149 roku i 1193 roku nie została jeszcze odkryta. Przypuszcza się, że mogła znajdować się pod budynkiem dzielącym obecnie dziedziniec zamkowy na dwie części. Odsłonięte w zachodniej części dawnego grodu pochówki, datowane na XII wiek zdają się potwierdzać istnienie kaplicy, której jak nakazywał wówczas zwyczaj znajdował się cmentarz.
Odkryta w latach sześćdziesiątych świątynia jest jedną z najstarszych budowli sakralnych Legnicy, którą wiązać można z wzniesioną w pierwszej połowie XIII w. kaplicą pod wezwaniem św. św. Benedykta i Wawrzyńca.

W czasie panowania księcia Henryka Brodatego /1201-1238/ w miejscu dawnego grodu powstał zespół pałacowo – obronny założony z palatium /pałacu książęcego/, dwóch wież obronnych i wymienionej kaplicy.

Kaplica św. św. Benedykta i Wawrzyńca wzniesiona została w zachodniej części dziedzińca zamkowego, tuż przy północnej fasadzie palatium /pałacu/. Mała odległość między kaplicą a palatium, układ jej planu, grubość ciosowych filarów i murów zewnętrznych pozwala przypuszczać, że była to świątynia dwupoziomowa. Wejście do części parterowej znajdowało się w ścianie północnej świątyni. Z palatium prowadziło przejście górne, /wskazuje na to niewielki portal z zachowanym do dziś progiem kamiennym/ które łączyło prywatne pomieszczenia księcia z piętrem kaplicy.
 
Kaplicę wzniesiono z cegły o układzie wendyjskim. Posiada ona plan dwunastoboku o średnicy 12,5 m, z sześcioma promieniście ustawionymi filarami w partii centralnej tworzącymi rodzaj wysokiego i wąskiego szybu dźwigowego niegdyś wysoką latarnię w formie wieżyczki. Poprzez latarnię umieszczona na szczycie dachu i zaopatrzoną w otwory oświetlające spływało światło do części centralnej świątyni, gdzie być może znajdowała się chrzcielnica, bądź obiekt kultu o szczególnym znaczeniu /relikwie/. Prezbiterium zbliżone w planie do kwadratu, zwrócone ku zachodowi, oddzielone było od nawy okrężnej filarem i otwierało się do niej dwiema półkolistymi arkadami. Przykryte było sklepieniem żebrowym o układzie sześciopolowym. Przylegająca do prezbiterium absyda przykryta była czaszą a nawa wielobocznym dachem z wymienną latarnią. Budowla zaopatrzona była w małe okna rozmieszczone dookoła nawy okrężnej.

Wnętrze kaplicy przykrywały krzyżowo żebrowe sklepienia, o bogatym wystroju żeber spływających na przyścienne służki. Centralne punkty sklepień dekorowały zwisające zwrotniki w kształcie stylizowanych kwiatów, pęków listowia i stylizowanych smoków. Detale te obecnie eksponowane są w Muzeum Architektury we Wrocławiu. Centralne filary zdobiły ażurowo rzeźbione fryzy, archiwolty i o misternej dekoracji roślinnej kapitele. Detale architektoniczne takie jak: cokoły, bazy, głowice, kolumienki, portale, żebra i zwrotniki wykuto z piaskowca. Ściany zewnętrzne świątyni wykonano z cegły, w partii przyziemnej wyłożone były ciosem i podkreślone profilowanym cokołem. Od wnętrza ściany były tynkowane. Na zewnątrz świątyni na osiach załamań wystawały niewielkie skarpy. Fragmenty posadzki do dziś zachowane wykazują kilkakrotne przekładanie i reperacje.

Najbardziej typologiczne 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.

Podczas przebudowy zamku zainstalowanej przez księcia Jerzego Rudolfa w 1618 roku kaplicę rozebrano, być może ze względu na uszkodzenia murów spowodowane mało stabilnym w tym miejscu podłożem. W 1621 roku dokonano ostatecznej rozbiórki. Stąd zachowały się jedynie najniższe partie budowli, w kilku miejscach nadbudowano współczesną rekonstrukcję dla lepszego zobrazowania rozplanowania i wystroju tej budowli. Partie murów zachowane in situ oddzielone są od fragmentów zrekonstruowanych białą linią.
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 od kwietnia do października.