La construction du temple a commencé au 14e siècle, lorsque le Roi Saen Muang Ma a prévu d'enterrer les cendres de son père. Après 10 ans de construction, le temple a été laissé inachevé. Plus tard, après la mort du roi, la construction a été reprise par sa veuve. Probablement en raison de problèmes de stabilité, il a fallu attendre le milieu du 15e siècle pour voir la construction achevée, au cours du règne du roi Tilokaraj. Il culminait alors à 82 mètres de hauteur et présentait un diamètre de base de 54 mètres, à l'époque il était le plus grand bâtiment de tout Lanna. En 1468, le Bouddha d'émeraude a été installé dans la niche-est. En 1545, la partie supérieure de 30 m de la structure s'est effondrée après un tremblement de terre, et peu de temps après, en 1551, le Bouddha d'émeraude a été déplacé à Luang Prabang[1].

Dans le début des années 1990, le chedi a été reconstruit, financé par l'UNESCO et par le gouvernement japonais. Cependant, le résultat est quelque peu controversé, comme certains le prétendent les nouveaux éléments sont plus de style thaïlandais que de style Lanna. Pour le 600e anniversaire du chedi en 1995, une copie du Bouddha d'émeraude fabriqué à partir de jade noir a été placée dans la reconstruction de la niche-est. L'icône est nommée officiellement Chaloem Phra Phut Sirirat, mais est généralement connue sous le nom de Phra Yok.

Aussi sur le terrain du temple se trouve le pilier de la ville (Lak Mueang) de Chiang Mai, nommé Sao Inthakin. Il a été déplacé à cet endroit, en 1800, par le Roi Chao Kawila; il était situé à l’origine dans le Wat Sadeu Muang. Le Roi a également planté trois arbres diptérocarpes, qui sont censés aider le pilier de ville afin de protéger la ville. Un festival en l’honneur du pilier de la ville est organisé chaque année en mai et dure de 6 à 8 jours.

Dans un iwan près de l'entrée du temple se situe la statue du Bouddha appelée Phra Chao Attarot (Bouddha de dix-huit coudées), qui a été moulée à la fin du 14e siècle. De l’autre côté du chedi se trouve un autre pavillon abritant une statue de Bouddha couchée.

Wat Chedi Luang organise des sessions de conversations avec les moines chaque jour. Les touristes sont invités à parler avec des moines (habituellement des novices) et à leur poser des questions sur le bouddhisme ou la Thaïlande.