התכנון והבניה של המקדש מתוארכים למחצית הראשונה של המאה ה-12 לספירה, בזמן שלטון המלך סוריוורמאן השני (Suryavarman II, שלט בין 1113 עד סביבות 1150). המלך הקדיש את המקדש לפולחן וישנו, שעד אותה תקופה היה משני לפולחן שיווה. שמו המקורי של המקדש אינו ידוע, היות שלא נמצאו כל תעודות או כתובות בו שם המקדש מופיע. העבודות נסתיימו כנראה עם מות המלך ולכן ישנם תבליטים לא גמורים.

בשנת 1177 המקדש הותקף על ידי בני הצ'אם (Cham, עם שחי בווייטנאם של היום), אויבי החמרים. לאחר מכן האימפריה חזרה למקומה על ידי המלך החדש, ג'איאוואראם השביעי (Jayavaram VII), שקבע את בירתו (אנגקור תום, Angkor Thom) ואת המקדש שלו (Bayon) מספר קילומטרים צפונה משם.

במאה ה-14 או ה-15 המקדש הוסב לבודהיזם-טהרוואדה והוא משמש כמקדש בודהיסטי עד היום. אף על פי שהוא הוזנח אחרי המאה ה-16, הוא לא ננטש מעולם. משמעותו של שמו הנוכחי, אנגקור ואט, היא מקדש הבירה (ואט - מקדש; אנגקור - מהמילה הסנסקריט נגארה, שמשמעותה בירה).