解州关帝庙创建于陈、隋(557年—618年)时期,《中国名胜词典》指出创建年份为隋开皇九年(589年)。北宋时曾两度对解州关帝庙大兴土木。第一次是宋大中祥符间(1008年—1016年)重建。当年盐池水少盐减,皇帝派使臣查核,回复:“盐池为患的是蚩尤!”龙虎山张天师奏请:“古代忠烈之士死后成神,蜀将关羽忠勇绝伦,陛下祷告召之必胜无疑”。于是皇帝令天师在宫中焚化符箓,一位美髯公旋即披甲佩剑而下作答:“臣等会齐岳渎阴兵,立助为陛下灭妖!”几日过后盐池水积满如初。皇上大悦,降旨在解州修建关羽庙。第二次是元祐七年(1092年)知州张杲之重修。稽考史载,宋真宗大中祥符间的重建,是历代帝王首次敕建关庙,所以“殿皆石柱,雕龙飞腾,庙貌宏丽甲于天下”。张杲之重修后,随着关公被封为“崇宁真君”,解州关庙又被悬匾为“崇宁宫”。金代两次修葺:一为大定三年(1163年),管军范公重修殿宇,贡士南涛作文记述;一为泰和四年(1204年)奉朝命重修,知州田德秀撰有《重修关庙记》。元代两次修葺:至元三年(1266年),先有靖应真人姜善信奉元世祖忽必烈之旨护持解州关庙,并两建道院于关庙之左,称崇宁宫(即今之解州关帝庙东宫),从属于主庙。其徒孙张志安在大德七年(1303年)地震损坏关庙之后重新修葺,起始于至治三年(1323年),完工于泰定元年(1324年)。明朝明初,关公仰崇之风继续沿袭,官民对解州关庙的修缮也持续不断。弘治年间(1488年—1505年)初定祀典,嘉靖期间(1522年—1566年)官祭升格,明神宗朱翊钧先后追封关羽为“协天大帝”、“协天护国忠义帝”、“三界伏魔大帝神威远震天尊关圣帝君”,并敕赐庙额为“英烈之后”——解州关庙的营建达到了高潮,庙势亦于当时为最壮,达到鼎盛时期。清代清代,由于皇家崇祀关帝大大超过前朝,解州关帝庙不仅延续着明末的盛况,而且作为“武庙之冠”逐渐成为世人朝圣之地。康熙四年(1665年),陕西巡抚贾汉复重修关帝庙;三十七年(1698年)五月,康熙帝亲笔书写“义炳乾坤”匾额,悬挂庙内;四十一年(1702年)四月庙会期间,一场大火使解州关帝庙焚毁无遗;四十二年(1703年),康熙帝西巡临解,发帑金一千两重修,到康熙五十二年(1713年),知州祝增才恢复旧规。雍正十二年(1734年),果亲王拜谒解州关帝庙,指画关帝圣像,题写诗章及联额,其诗今存崇宁殿前碑亭。乾隆十八年(1753年),知州韩桐修葺廊庑、绘制壁画、移建乐楼、增修牌坊、完善结义园;乾隆二十七年(1762年),州守言如泗先改八卦楼为御书楼,又改麟经阁前楼为刀印二楼,厘正匾额,修缮东西大牌坊,改建结义园、功德祠,并在庙西建设“关夫子故里”碑亭。此后,乾隆三十八至四十二年(1773年—1777年)、嘉庆九至十年(1804年—1805年)、十三年(1808年)又有葺补。嘉庆二十年(1815年)解州一带6.7级地震的发生,关帝庙饱受摧残。道光四年(1824年)开始筹划修复,因资金不足,只进行了支撑加固。咸丰九年(1859年),前州牧叶筱珊会同杨铁臣、程立斋等人,筹银1.7万两,命董清海督工,历经十余年,于同治九年(1870年)完成春秋楼、廊房、内外牌坊、大门角门、结义园、功德祠、崇圣祠、部将祠、追风伯祠的修复。光绪元年(1875年),鼓楼重修;三年(1877年),“义壮乾坤”坊被火烧毁。光绪三十三年至宣统元年(1907年—1909年),解州关帝庙连遭火灾,午门、大门、乐楼、东西角门、东西华门、钟楼、庙外西侧木坊、部将祠、追风伯祠、官厅、崇圣祠及百余间廊房皆成灰烬。民国期间,战乱频仍,解州关帝庙的维修工程远逊于前。民国四年(1915年),袁世凯令天下立关岳庙,解县知事周庚寿虚于应付,只是把结义园君子亭改为关岳殿了事。1917年,新任知事徐嘉清建设官厅。对清末火灾中烧毁建筑的重建因款项问题屡屡停工,自民国八年(1919年)开始,至十一年(1922年)才完工,且午门是另工重建。1938年,日军侵华战火波及解州,关帝庙崇宁殿、圣母殿、嗣圣殿、春秋楼、刀楼、印楼、东西官厅及廊房多被日军飞机炸坏,1940年惨淡修复了春秋楼和圣母殿。1946年补修了西官厅和东西廊房。1947年,运城解放在即,困守运城的国民党军队为了兴修工事挽回败局,将关帝庙内的娘娘殿和太子殿拆除。五十年代初,重修了崇圣祠大殿、“威震华夏”木坊和部分廊房,彩绘午门壁画,彩画了崇宁殿。1952年,成立了解州关帝庙文物管理所,专门负责庙宇的保护、保养、维修和游客服务工作。1957年解州关帝庙被公布为山西省首批重点文物保护单位。1975年始,先后修复194间廊房、雉门卷棚、午门翼角、御书楼卷棚、东西宫门楼和宫墙、后宫院围墙,翻修东西官厅,重修“山海钟灵”等5个牌坊。1978年,关帝庙文管所正式对外开放。1986年,收回结义园,重修三义阁、君子亭、结义坊等主体建筑。1988年,解州关帝庙被公布为第三批全国重点文物保护单位。90年代,先后大修了御书楼、春秋楼,重浚结义园莲池、堆砌假山。2007年6月至2009年9月,恢复了御花园,完成东宫基址保护工程。2010年,利用社会资金修复了“威震华夏”木牌坊。2013年,整修结义园,推平假山,精缩莲池,新建山门。截止2014年4月,庙内的全部古建筑都已修葺如故。