蜀汉章武元年（221年），惠陵、汉昭烈庙始建。
南北朝时期，武侯祠始建，且与惠陵、汉昭烈庙同在一个区域[2] 。
明洪武二十四年（1391年），蜀献王朱椿对武侯祠和汉昭烈庙进行了一次全面的修缮和整合，废除原在汉昭烈庙西侧的武侯祠，把诸葛亮像移入汉昭烈庙内刘备像东侧，关羽、张飞像排列于西。四川的官吏将北地王刘谌、诸葛亮之子诸葛瞻和镇守关口格斗而死的傅佥也陪祀庙内。
清康熙十年（1671年），在川湖总督蔡毓荣的倡导下，四川按察使宋可法、抚蜀大中丞罗森、四川督学使张含辉、四川布政使金儁等官员的共同捐资下，由宋可法主持武侯祠修复工程。
清康熙十一年（1672年），武侯祠修复工程完成[2] 。
清康熙三十四年（1695年），四川巡抚于养志就武侯祠的一些梁柱、椽桷腐朽糟坏者予以更换，对垮塌的墙垣及时予以培修。
清乾隆四十九年（1784年），武侯祠三义庙因焚香引起大火被毁。
清乾隆五十二年（1787年），武侯祠三义庙重建[6] 。
清乾隆五十三年（1788年），四川总督李世杰命华阳知县程煜、成都县丞黄铣对武侯祠进行培修。
清道光五年（1825年），由刘沅主持修缮武侯祠，将两庑（即今称为文武两廊）的法正、许靖、刘巴，以及于史无考的李彪、张虎塑像去掉。另在文臣武将每位塑像前增加了一块人物事迹简要说明石碑，文字根据陈寿《三国志》中记载加以提炼而成。
清道光十五年（1835年），由四川总督鄂山主持修缮武侯祠。
清道光二十二年（1842年），武侯祠三义庙全面修葺[6] 。
民国十一年（1922年），川军临时总司令刘成勋在成都耆老劝说下，筹款修缮祠庙，并在刘沅更换的大庙大门匾“汉昭烈帝庙”上，增加题跋，变成“献 汉昭烈帝庙 四十八代裔孙刘成勋”，以刘备之后自诩[7] 。
1949年以后，中国政府将武侯祠从住持道人手中接管过来，成为对公众开放并收取门票的历史古迹。
二十世纪五十年代，武侯祠曾与西边紧邻的南郊公园（即民国年间修建的纪念川军抗战将领刘湘墓园）合并。
二十世纪七十年代，武侯祠与南郊公园分开，各自成为大众参观、游览的文化旅游景观。
1984年，在武侯祠原址上成立成都武侯祠博物馆。
1997年，武侯祠面积新增扩大。
1998年，武侯祠三义庙从提督街原状迁建至武侯祠内[6] 。
2003年，为保护和利用好三国文化遗产，成都市政府决定将武侯祠与南郊公园合并[2] 。
2008年5月12日，汶川地震造成了武侯祠古建筑部分受损[7] 。
2022年6月28日，武侯祠诸葛亮殿发现8通清代碑刻[11] 。