高棉帝国的前身是中国古籍中所称的国家真腊、扶南[6]。8世纪末，真腊被来自爪哇的夏连特拉王朝征服。802年，真腊王子阇耶跋摩二世击败夏连特拉王朝，自称转轮王，立都于吴哥城，标志著高棉帝国的建立。不过中国史籍仍以“真腊”称之，例如13世纪《真腊风土记》以及15世纪郑和航海图中提到的“真腊”指的都是高棉帝国而不是真腊王国。
采用母系继承，舅父传位给外甥，受印度影响后，才采用嫡子继承[7]。
1010年至1150年是苏利耶跋摩一世和苏利耶跋摩二世统治的时期，高棉帝国国势鼎盛，有战象百头，征服了周边许多地区，今日吴哥遗址中的吴哥窟就是这个时期建立的。
1177年，占婆国王阇耶因陀罗跋摩四世（此人可能与占族传说中的传奇国王波克朗加莱是同一人）攻破了吴哥，将高棉降为占婆的附庸。阇耶跋摩七世即位后，高棉摆脱了占婆的统治，后来又在1203年征服了占婆，直到1220年占婆才得以复国。
高棉帝国从14世纪开始迅速衰败，在其西部，泰族人的素可泰王国和阿瑜陀耶王国相继崛起，此后阿瑜陀耶王国成为了高棉帝国的劲敌。1352年，阿瑜陀耶的乌通王包围并攻破了吴哥城，数年后高棉恢复独立。但在1394年，吴哥再度被阿瑜陀耶王拉梅萱（英语：Ramesuan (king of Ayutthaya)）攻破。高棉王博涅亚认为吴哥城无法防御，于1431年迁都金边，自此高棉帝国时代结束。