8世纪末，柬埔寨遭到爪哇人的入侵，国王被杀。9世纪初重新获得独立。前王子，耶跋摩二世在位时（802—850），定都于今吴哥东北的考伦山上，开始了吴哥王朝的统治。9世纪后半期—11世纪是吴哥王朝的早期，吴哥城开始建成并成为国都。在这里修建有寺院和水力工程。
11世纪初，出身于马来亚王族的苏耶跋摩一世夺取王位（1002—1050），并扩展势力到湄公河下游和老挝的琅勃拉耶，强令被征服地区的王公效忠，按期进献珍宝。他继续修建王公的宫廷。
12世纪—13世纪是吴哥王朝的极盛时期，苏耶跋摩二世时代（1113—1150）国力强大，有战象20万头，版图“东到海，西接蒲甘，南抵加罗希”（今马来半岛东岸），并与中国有密切往来。其问与李朝越南争夺占婆，1145年曾一度占领占婆首都佛誓城。这一时期修建了吴哥寺。阁·耶跋摩七世时（1181—1201）成为东南亚最强大的国家，其疆域包括今泰国和马来半岛的大部分，北方与中国南诏接壤，东达占婆和湄公河三角洲。另建新都吴哥通（“通”，城之意），崇信大乘佛教，广建佛寺。由于大规模的营建和对外征服，汲尽了人民血汗，人民起义和被征服地区的反抗连绵不断。13世纪中叶兴起的泰族诸王国多次打败吴哥王朝，并于1431年首次攻陷首都吴哥城。为避免泰人的威胁，1434年索里约波王时迁都百囊奔（今译金边），柬埔寨逐渐走向衰落。今天的柬埔寨仍然保留有很多古代遗迹。