Angkor Wat nằm cách thị trấn Xiêm Riệp 5.5 km (3.4 dặm) về phía bắc và chếch về phía đông nam của kinh đô cũ, với trung tâm là đền Baphuon. Đây là một khu vực có nhiều kiến trúc cổ quan trọng và là cực nam của cụm di tích chính Ăngkor.

Truyền thuyết kể rằng Angkor Wat được xây dựng theo lệnh của Indra để làm cung điện cho con trai Precha Ket Mealea.[7] Theo nhà ngoại giao Chu Đạt Quan (thế kỷ XIII), một số người tin rằng ngôi đền được xây dựng chỉ trong một đêm bởi một kiến trúc sư nhà Trời.[8]

Việc thiết kế và xây dựng được tiến hành vào nửa đầu thế kỷ XII dưới thời vua Suryavarman II (trị vì từ năm 1113 - 1150). Thờ thần Vishnu, ngôi đền được coi như thủ đô và đền thờ của nhà vua. Do không tìm thấy tấm bia nền móng cũng như bất kỳ bản khắc nào nhắc đến ngôi đền vào thời đó, tên ban đầu của nó vẫn là một dấu hỏi, nhưng nó có thể đã được gọi là "Varah Vishnu-lok", theo tên của vị thần được thờ. Công việc có vẻ như đã kết thúc sau khi nhà vua băng hà không lâu, dựa vào một số bức điêu khắc vẫn còn dang dở.[9]

Năm 1177, 27 năm sau cái chết của Suryavarman II, Ăngkor bị tàn phá bởi người Chăm Pa, kẻ thù truyền kiếp của người Khmer trong một cuộc tấn công chớp nhoáng bằng đường thủy.[10] Sau đó vua Jayavarman VII đã phục hưng đế quốc và thành lập một thủ đô và đền thờ mới (Ăngkor Thom và Bayon) cách Angkor Wat vài kilo mét về phía bắc.

Đến cuối thế kỷ XII, Angkor Wat từ một trung tâm tín ngưỡng Ấn Độ giáo dần chuyển sang Phật giáo và tiếp tục cho đến ngày nay.[2] Không giống nhiều ngôi đền Ăngkor khác, tuy Angkor Wat một phần bị quên lãng từ sau thế kỷ XVI, nó không bao giờ hoàn toàn bị bỏ hoang, một phần nhờ con hào bao xung quanh đã bảo vệ ngôi đền khỏi sự xâm lấn của rừng rậm.[11]

Một trong những người châu Âu đầu tiên đặt chân đến Ăngkor là António da Madalena, một nhà sư người Bồ Đào Nha đến đây vào năm 1586 và nói rằng "nó là một kiến trúc phi thường mà không giấy bút nào tả xiết, chủ yếu là vì nó không giống bất kỳ công trình nào khác trên thế giới. Nó có những tòa tháp, lối trang trí và tất cả sự tinh xảo mà con người có thể tưởng tượng ra."[12]

Cho đến thế kỷ XVII, Angkor Wat vẫn chưa hoàn toàn bị bỏ hoang và có chức năng như một đền thờ Phật giáo. Mười bốn bản khắc chữ có niên đại từ thế kỷ thứ XVII được phát hiện ở khu vực Ăngkor, cho thấy những người hành hương Phật giáo Nhật Bản có thể đã thành lập các khu định cư nhỏ cùng với người dân địa phương Khmer.[13] Cũng vào thời điểm đó, các du khách Nhật nghĩ rằng ngôi đền là khu vườn nổi tiếng Jetavana của Đức Phật, ban đầu nằm trong vương quốc Magadha, Ấn Độ.[14] Bản khắc nổi tiếng nhất kể về Ukondafu Kazufusa, người đón chào năm mới của người Khmer tại Angkor Wat năm 1632.[15]

Giữa thế kỷ XIX, nhà tự nhiên học và thám hiểm người Pháp Henri Mouhot đã đến đây và giúp phương Tây biết đến Angkor Wat nhiều hơn bằng các ghi chép của mình. Trong đó ông viết:

"Một trong những ngôi đền đó-một đối thủ của đền Solomon, và được một số Michelangelo thời cổ đại dựng lên - có thể có một chỗ đứng trang trọng bên cạnh những công trình đẹp nhất của chúng ta. Nó vĩ đại hơn tất cả những gì người Hy Lạp hay La Mã để lại cho chúng ta, và thể hiện một sự tương phản đáng buồn cho tình trạng man rợ mà đất nước đang mắc phải."[16]

Mouhot, cũng giống như những người phương Tây khác, khó tin rằng người Khmer có thể xây dựng được ngôi đền và đã ngỡ rằng nó được xây dựng cùng thời với thành Rome. Lịch sử thực sự của Angkor Wat chỉ được ráp nối lại với nhau bởi các bằng chứng nghệ thuật và bút tích được thu thập trong quá trình dọn dẹp và phục dựng trên cả khu vực Ăngkor. Không có nhà ở hoặc dấu vết gì của việc định cư như đồ dùng nấu ăn, vũ khí hoặc trang phục thường thấy tại các địa điểm cổ đại. Thay vào đó là các bằng chứng của một di tích lịch sử.[17]

Cần nhiều công sức để phục dựng Angkor Wat vào thế kỷ XX, phần lớn là để loại bỏ đất đá và cây cối bị tích tụ.[18] Công việc này bị gián đoạn do nội chiến và thời kỳ Khmer Đỏ kiểm soát đất nước trong những năm 1970 và 1980, nhưng ngoài nạn trộm cắp và sự xuống cấp của những bực tượng hậu Ăngkor, không có thiệt hại nào đáng kể được ghi nhận.[19]

Ngôi đền là một biểu tượng mạnh mẽ của Campuchia và là niềm tự hào tổ quốc to lớn đã có ảnh hưởng đến mối quan hệ ngoại giao của Campuchia với Pháp, Hoa Kỳ và người láng giềng Thái Lan. Hình ảnh Angkor Wat đã xuất hiện trên quốc kỳ Campuchia ngay từ khi nó mới được ra mắt vào năm 1863.[20] Tuy nhiên, từ một góc độ lịch sử và văn hóa lớn hơn, trong quá khứ Angkor Wat không phải là một biểu tượng quốc gia độc đáo và đã xuất hiện trong quá trình hình thành nên di sản thuộc Pháp về văn hóa—chính trị. Ngôi đền được giới thiệu tại triển lãm thuộc địa Pháp và thế giới tại Paris và Marseilles vào giữa những năm 1889 và 1937.[21] Vẻ đẹp của Angkor Wat cũng xuất hiện trong bảo tàng thạch cao của Louis Delaporte với tên gọi bảo tàng Đông Dương (musée Indo-chinois) từng nằm trong Cung điện Trocadéro tại Paris từ năm 1880 cho đến giữa thập niên 1920.[22]

Di sản nghệ thuật tuyệt vời của Angkor Wat và các di tích Khmer khác trong khu vực Ăngkor đã trực tiếp dẫn đến sự bảo hộ của Pháp đối với Campuchia như một thuộc địa vào ngày 11 tháng 8 năm 1863 và sự xâm lược Xiêm La nhằm nắm quyền kiểm soát khu di tích. Điều này nhanh chóng dẫn đến việc Campuchia đòi lại những vùng đất phía tây bắc đã nằm trong quyền kiểm soát của người Xiêm (Thái) từ năm 1351 (Manich Jumsai 2001) hay theo các nguồn khác là năm 1431.[23] Campuchia giành độc lập vào ngày 9 tháng 11 năm 1953 và sở hữu Angkor Wat từ đó đến nay. Có thể nói rằng từ thời kỳ thuộc địa cho đến khi được UNESCO đề cử làm Di sản Thế giới năm 1992, ngôi đền Angkor Wat đã có một vai trò quan trọng trong việc hình thành khái niệm di sản văn hóa hiện đại cũng như sự toàn cầu hóa di sản văn hóa.[24]

Tháng 12 năm 2015, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Sydney đã tìm thấy một quần thể tháp được xây dựng và phá hủy trong quá trình hình thành Angkor Wat chưa từng thấy trước đó, cũng như một công trình lớn chưa rõ mục đích tại mặt phía nam và các công sự bằng gỗ.[25] Những phát hiện này cũng bao gồm bằng chứng về sự có mặt của quần thể cư dân mật độ thấp với một mạng lưới đường, các ao và gò. Điều đó chỉ ra rằng khu vực đền bao quanh bởi hào nước và tường, có thể không chỉ dành riêng cho các tu sĩ như những suy nghĩ trước đây. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng LiDAR, radar xuyên mặt đất và khai quật từng vùng để nghiên cứu Angkor Wat.[25]