सन 637 ईस्वी में, मुस्लिम सेनाओं, उमर इब्न अल-खताब ('Umar ibn al-Khattāb) द्वारा येरुशलम पर कब्ज़ा कर लिये जाने के कुछ ही समय बाद, दूसरे खलीफा बेथलहम आए और यह वचन दिया कि ईसा के जन्मस्थान पर बने चर्च को ईसाइयों के प्रयोग के लिये सुरक्षित रखा जाएगा. उमर ने शहर में चर्च के पास जिस स्थान पर प्रार्थना की थी, वहां उन्हें समर्पित एक मस्जिद का निर्माण किया गया। इसके बाद बेथलहम आठवीं सदी में उम्मायदों (Ummayads) की इस्लामिक खलीफाई व नवीं सदी में अब्बासिदों (Abbasids) के नियंत्रण से गुज़रा. फारसी भूगोलवेत्ता ने नवीं सदी के मध्य में यह दर्ज किया है कि शहर में एक सुसंरक्षित तथा अत्यधिक सम्मानित चर्च मौजूद था। सन 985 में, अरब के भूगोलवेत्ता अल-मकदेसी (al-Muqaddasi) ने बेथलहम की यात्रा की और इसके चर्चा का उल्लेख “कॉन्स्टन्टाइन का बैसिलिका (Basilica of Constantine), जिसके समान कुछ भी पूरे देश में कहीं नहीं है” कहकर किया। सन 1009 में, छठे फातिमिद खलीफा अल-हकीम बि-अम्र अल्लाह के शासनकाल के दौरान ईसा के जन्मस्थान पर बने इस चर्च (Church of the Nativity) को गिराने का आदेश दिया गया, लेकिन स्थानीय मुस्लिमों ने इसे छोड़ दिया क्योंकि उन्हें इस ढांचे के दक्षिणी अनुप्रस्थ भाग में प्रार्थना करने की अनुमति दे दी गई थी।

सन 1099 में, धर्मयोद्धाओं ने बेथलहम पर कब्जा कर लिया, इसकी सुरक्षा को मज़बूत बनाया और ईसा के जन्मस्थान पर बने चर्च (Church of the Nativity) के उत्तरी भाग में एक नए मठ तथा विहार का निर्माण किया। ग्रीक ऑर्थोडॉक्स पादरियों को उनके स्थान से हटा दिया गया और लैटिन पादरियों की नियुक्ति की गई। इस समय तक, इस क्षेत्र में ग्रीक ऑर्थोडॉक्स लोगों की आधिकारिक ईसाई उपस्थिति थी। सन 1100 में क्रिसमस के दिन, बाल्डविन प्रथम (Baldwin I), येरुशलम के फ्रैंकिश शासन के राजा, का राज्याभिषेक बेथलहम में हुआ था और उसी वर्ष इस नगर में एक लैटिन धर्माध्यक्ष-वर्ग (episcopate) की स्थापना भी की गई। 

सन 1187 में, सलादिन, मिस्र व सीरिया का वह सुल्तान, जिसने मुस्लिम अय्युबिदों (Ayyubids) का नेतृत्व किया, ने धर्मयोद्धाओं से बेथलहम को छीन लिया। लैटिन पादरियों को शहर छोड़ने पर मजबूर किया गया और ग्रीक ऑर्थोडॉक्स पादरियों को वापस लौटने का मौका मिला. सन 1192 में सलादीन ने दो लैटिन पुरोहितों और दो उपयाजकों की वापसी पर सहमति जताई. हालांकि, बेथलहम को तीर्थयात्रियों से होने वाले व्यापार की हानि उठानी पड़ी क्योंकि यूरोपीय तीर्थयात्रियों की संख्या में बहुत अधिक गिरावट आई थी। 

विलियम चतुर्थ (William IV), नेवर्स के काउंट (Count of Nevers) ने बेथलहम के ईसाई बिशप-समूह को यह वचन दिया था कि यदि बेथलहम मुस्लिम नियंत्रण के अधीन आ गया, तो वे छोटे से नगर क्लैमेसी में उनका स्वागत करेंगे, जो कि वर्तमान में फ्रांस के बरगंडी में है। इसी के अनुसार, सन 1223 में बेथलहम के बिशप ने पैंथेनॉर, क्लैमेसी के अस्पताल में निवास करना प्रारंभ किया। सन 1789 में फ्रांसीसी क्रांति से पूर्व तक, क्लैमेसी लगभग 600 वर्षों तक लगातार ‘गैर-विश्वासकर्ताओं के क्षेत्र में (in partibus infidelium)’ बेथलहम के धर्म-प्रांत (Bishopric) की धर्म-पीठ बना रहा.

अय्युबिदों और धर्मयोद्धाओं के बीच हुए दस वर्षों के युद्ध-विराम के बदले सन 1229 में पवित्र रोमन सम्राट फ्रेडरिक द्वितीय (Frederick II) और अय्युबिद सुल्तान अल-कामिल (al-Kamil) के बीच हुई एक संधि के द्वारा बेथलहम—येरुशलम, नाज़ारेथ और सिडॉन के साथ—को संक्षिप्त रूप से येरुशलम के धर्मयोद्धा शासन को हस्तांतरित कर दिया गया। सन 1239 में यह संधि समाप्त हो गई और सन 1244 में मुस्लिमों ने पुनः बेथलहम पर कब्ज़ा कर लिया। 

सन 1250 में, रुक्न अल-दिन बैबर्स (Rukn al-Din Baibars) के अंतर्गत मामुलकों (Mamluks) की शक्ति के अधीन हो जाने पर, ईसाइयत की सहनशीलता में कमी आ गई; पादरियों ने शहर छोड़ दिया और सन 1263 में शहर की दीवारें ढहा दीं गईं. अगली सदी में लैटिन पादरी बेथलहम लौट आए और उन्होंने ईसा के जन्मस्थान के बैसिलिका (Basilica of the Nativity) के पास स्थित मठ में स्वयं को स्थापित किया। ग्रीक ऑर्थोडॉक्स समुदाय को बैसिलिका का नियंत्रण सौंपा गया और उन्होंने लैटिन व अर्मेनियाई लोगों के साथ मिल्क ग्रोटो (Milk Grotto) का साझा-नियंत्रण किया।

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त्यौहार
प्राचीन शहर
इस्लामी शासन और धर्म-युद्ध