Zwischen Litzelstetten und Dingelsdorf liegt Oberdorf, ein Ort, der sich aus einem Kehlhof entwickelte, der zunächst dem Kloster St. Gallen, später dann für ca. 350 Jahre dem Kloster Reichenau unterstand. Bei der Neuordnung der territorialen Verhältnisse auf dem Bodanrück im Jahr 1272 ist schließlich Oberdorf an die Deutschordenskommende Mainau gekommen.
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Die heutige Kapelle stammt aus dem 18. Jh. Jedoch gab es schon wesentlich früher an dieser Stelle eine Kapelle, in der eine Heilig-Kreuz-Reliquie verehrt wurde. Vor allem nach dem 30-jährigenKrieg (1648) sind zahlreiche Wallfahrten zur Heilig-Kreuz-Kapelle urkundlich belegt. Auch gibt es für das späte 17. Jahrhundert in den Archiven Hinweise auf die Bewirtung der vielen Pilger.
Den Grundherren der Mainau von Dingelsdorf–Oberdorf lag viel daran, alte Kirchen und Kapellen dem herrschenden Barockstiel anzupassen. So kam es in der Mitte des 18. Jh. auch in Oberdorf zu einem neuen Bau, der jetzt eine Größe wie die Pfarrkirche in Dingelsdorf aufweist. Die Obrigkeit wollte dadurch auch für bestimmte Anlässe geeignete Orte schaffen zur Huldigung und Treuebekundung, wofür die Außenkanzel geschaffen wurde, die dann auch vom Prediger bei großen Ansammlungen von Pilgern benutzt wurde. Der Neubau der Heilig-Kreuz-Kapelle wurde dem gefeierten Baumeister des Deutschordens Johann Caspar Bagnato übertragen. Der vielbeschäftigte Baumeister errichtet 1747/48 einen einfachen, indes wohldurchdachten und harmonischen Kirchenbau. Sein Sohn Franz führte die Arbeiten seines Vaters fort. Es wurde ein länglicher Bau, der die Vorderfront mit dem Turm in der Mitte seitlich abgerundete, die Apsis wurde ein Halbborgen, der Grundriss entsprach der Idee eines Grabes im Sinne der Überlieferung der Reichenauer Heilig-Kreuz-Kapelle.
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Am Turm, der mit einem Pagodendach gedeckt ist, gibt über der Außenkanzel eine Sonnenuhr die Zeit an. Sehr einfach und zurückhaltend passte sich der Zeitgenosse Bagnatos, der Stuckateur Francesco Pozzi aus Como, der ländlichen Barockkapelle an. Mit dem Deckengemälde „Auffindung des heiligen Kreuzes durch Helena“, das die Heilung einer kranken Frau zeigt, wurde der Mainzer Hofmaler Joseph Ignaz Appiani beauftragt. Das Altarbild (Kreuzigung Jesu) stammt von dem Konstanzer Maler Jakob Anton Lenz.