Κατά τη διάρκεια της Αυτοκρατορίας των Μεγάλων Κομνηνών, ο "πάνσεπτος ναός της υπεραγίας Θεοτόκου της Χρυσοκεφάλου" υπήρξε μητρόπολη της Τραπεζούντας, χώρος πραγματοποίησης επίσημων τελετών και στέψεων, σπουδαίο ταφικό καθίδρυμα αλλά και καταφύγιο στις δύσκολες στιγμές. Λόγω ακριβώς αυτού του κεντρικού ρόλου της, υπέστη πολλές μετασκευές στο πέρασμα του χρόνου και, μετά την άλωση της Τραπεζούντας το 1461, μετατράπηκε σε τζαμί. Με βάση τα παραπάνω δεδομένα, η προσπάθεια για την ανασύνθεση του "χρονικού" ανέγερσης και διακόσμησης του μνημείου έχει αποδειχτεί ιδιαίτερα δύσκολη. Σε γενικές γραμμές οι ερευνητές χρονολογούν τις διαδοχικές φάσεις του στο διάστημα από το 10ο ως το 14ο ή το15ο αιώνα.
Η λειτουργία του ναού ως μητροπολιτικού υποστηρίζεται και από την ύπαρξη σχετικού θρόνου σε αυτόν, ο οποίος, σύμφωνα με χαμένη σήμερα επιγραφή, ανακαινίστηκε το 913/914. Στη Χρυσοκέφαλο έχουν ταφεί και δύο μητροπολίτες του 14ου αιώνα, ο Βαρνάβας (1333) και ο Βασίλειος (1364). Ωστόσο, τον ταφικό ρόλο του ναού υπογραμμίζουν περισσότερο οι ταφές που σχετίζονται με την αυτοκρατορική δυναστεία των Μεγάλων Κομνηνών: εδώ έχει ενταφιαστεί ο Ανδρόνικος Α΄ Γίδων και ο Ιωάννης Γ΄ Μεγάλος Κομνηνός, αλλά και η Θεοδώρα Καντακουζηνή, σύζυγος του Αλεξίου Γ΄ Μεγάλου Κομνηνού, καθώς και ο γιος του Αλέξιος Δ΄. Χαρακτηριστικό μάλιστα είναι το γεγονός ότι ο Αλέξιος Δ΄ είχε αρχικά ταφεί στη Θεοσκέπαστο, μεταφέρθηκε όμως αργότερα στη Χρυσοκέφαλο, το κατεξοχήν ταφικό καθίδρυμα της αυτοκρατορικής δυναστείας. Επιπλέον, αυτή η "προτίμηση" στη Χρυσοκέφαλο δεν περιορίζεται σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Σε όλη σχεδόν τη διάρκεια της Αυτοκρατορίας της Τραπεζούντας, από τις αρχές του 13ου ως τα μέσα περίπου του 15ου αιώνα, αυτοκράτορες και πρόσωπα του άμεσου περιβάλλοντός τους ενταφιάζονταν εδώ.