Le temple ne cessera d'être agrandi à partir de son sanctuaire initial, au cours des deux millénaires de son histoire, de l'Ancien Empire à la fin de l'époque ptolémaïque. Les pharaons n'hésiteront pas à détruire les édifices de leurs prédécesseurs afin de récupérer les matériaux nécessaires à leurs créations.

Le premier sanctuaire date de la XI^e dynastie. Il était consacré au culte d'une divinité locale, Montou. L'existence du temple d'Amon sera évoquée sous Antef II sous le nom de "demeure d'Amon ". Les parois de la "chapelle blanche " de Sésostris Ier attesteront pour la première fois de la dénomination traditionnelle d'Ipet-sout, "la place très vénérée".

Le sanctuaire d'origine, sans doute érigé à l'emplacement de la salle des fêtes de Thoutmosis III et du sanctuaire de la barque de Philippe Arrhidée, constituera le noyau autour duquel se développera le complexe. Le temple sera englobé dans une première enceinte fermée par le cinquième pylône sous Thoutmosis Ier, elle-même entourée par seconde enceinte reprenant le quatrième pylône devant lequel le pharaon fera élever deux obélisques.

La reine Hatshepsout fera construire des chambres d'offrandes, un sanctuaire de la barque sacrée, "la chapelle rouge" ainsi que deux obélisques de granit rose d'Assouan devant le cinquième pylône. Elle entreprendra sans doute l'édification du temple de Mout et remplacera le septième pylône de briques par une construction en pierres.

Thoutmosis III, qui n'aura de cesse d'effacer le souvenir d'Hatshepsout, enfermera les deux obélisques de la reine dans un caisson de grès, triplera la colonnade de Thoutmôsis Ier, élèvera le sixième pylône orné de la représentation de son triomphe lors de la bataille de Megiddo, construira un vestibule entre le quatrième et le cinquième pylône, fera aménager le lac sacré ainsi que l'enceinte du sanctuaire, entreprendra la construction d'un temple de régénération, de l’Akh-Menou, du reposoir de barque en granit rose (qui sera reconstruit à l'identique par Philippe Arrhidée), élever le septième pylône précédé de deux colosses et deux obélisques disparus. Le souverain fera bâtir un petit sanctuaire à l'est de l'enceinte, au centre duquel Thoutmosis IV placera le tekhen wâty, « l’obélisque unique », un obélisque isolé aujourd'hui érigé devant Saint-Jean-de-Latran à Rome, le plus grand obélisque connu (33 mètres) ainsi qu’un temple au dieu Ptah, au nord de l'enceinte.

Aménophis III fera construire la colonnade médiane de la salle hypostyle ainsi que le troisième pylône, et fermera l'allée processionnelle vers le temple de Mout en élevant en brique le dixième pylône qu'Horemheb reconstruira en pierre.

Durant la période amarnienne, Akhénaton fera construire un temple en l'honneur d'Aton à l'est du complexe. Il sera détruit au cours de la contre-réforme et ses talatates serviront à remplir les trois pylônes construits ultérieurement par Horemheb.

La salle hypostyle, appelée "le temple de Séthi-Mérenptah est lumineux dans la demeure d'Amon", sera construite par Séthi Ier et achevée par Ramsès II. Ce dernier aménagera le dromos de sphinx criocéphales qui conduira au quai-débarcadère où Séthi II fera élever deux obélisques et un temple reposoir destiné aux trois barques de la triade thébaine. Ramsès III en construira également un, en face du précédent.

Chéchonq Ier fermera la cour devant le deuxième pylône et Taharqa fera construire un kiosque en son centre. Le premier pylône, inachevé, et l'enceinte actuelle remonte à la XXX^e dynastie.