Vers le milieu du 13e siècle, le roi Louis IX donne à son médecin, Roger de Provins, plusieurs reliques dont des fragments de la couronne d'épines et du sépulcre du Christ. Ces dons sont enchâssés dans un reliquaire d'or, que Roger de Provins, qui est aussi chanoine et chancelier de l'église de Saint-Quentin, remet quelque temps après à la collégiale. A la demande de Roger de Provins, le roi donne en 1251 à la collégiale une portion de la croix du Christ, qui devient la principale relique de l'église. Aucune information ne nous est parvenue sur le reliquaire de ce bois insigne, jusqu'en 1693. A cette date, le bois se trouve enchâssé dans une grande croix d'argent doré, qui figure encore parmi le mobilier de la collégiale lors de l'inventaire de 1792. Ce reliquaire est envoyé à la Convention nationale en novembre 1793, avec l'ensemble des objets en métaux précieux provenant des églises de la ville. La relique ayant été sauvée sous la forme de deux morceaux de taille inégale, ces derniers sont placés dans des croix de bois doré en 1805, ou vers cette époque, après la reprise du culte caltholique. En 1834, la croix qui abrite la plus importante relique est détériorée et jugée indigne de son usage. La confrérie de la Sainte-Croix aspire alors à la remplacer par une croix en argent doré, au moyen d'une souscription. Le dessin du nouveau reliquaire est conçu par Louis-Claude-Gabriel Vatin-Robert (serrurier à Saint-Quentin) et l'objet est réalisé par l'orfèvre saint-quentinois Philippe Auguste Rigeasse (les noms sont inscrits sur le socle de l'objet). Le 3 mai 1835, l'archiprêtre François Grandmoulin peut déposer la relique dans la nouvelle croix. L'objet profite de réparations en 1861. Par la suite, la relique est retirée de la croix à deux reprises, pour être soustraite à d'éventuelles profanations pendant les guerres. Elle est transportée à Bruxelles en septembre 1870 et ne revient à Saint-Quentin qu'en juillet 1875. Elle est à nouveau ôtée de la croix en septembre 1915 et emportée en Belgique en juin 1917. Elle ne regagne la France qu'une fois la paix revenue. La croix est restaurée en 1932, à l'occasion du jubilé archipresbytéral de l'abbé Léon Démaret, et la relique y retrouve sa place le 13 octobre 1935.