Er stond op de plaats van Wat Arun al een boeddhistische tempel sinds de tijd van het Ayutthaya Koninkrijk. Hij stond toen bekend als Wat Makok, naar het dorp Bang Makok waarin hij was gebouwd. (Makok is de Thaise naam voor de Spondias pinnata plant.) Volgens de historicus prins Damrong Rajanubhab werd de tempel afgebeeld op Franse kaarten tijdens het bewind van koning Narai (1656-1688). De tempel werd door koning Taksin omgedoopt tot Wat Chaeng toen hij zijn nieuwe hoofdstad Thonburi in de buurt van de tempel vestigde, na de val van Ayutthaya. Men gelooft dat Taksin de gelofte deed de tempel te herstellen nadat hij deze bij zonsopgang had gepasseerd. In de tempel stond het beeld van de Smaragden Boeddha voordat het in 1785 werd overgebracht naar Wat Phra Kaew op de oostelijke oever van de rivier. De tempel stond op het terrein van het koninklijk paleis tijdens het bewind van Taksin, voordat zijn opvolger, Rama I, het paleis naar de andere kant van de rivier verplaatste. De tempel werd verlaten tot de regering van koning Rama II (1809-1824), die de tempel liet restaureren en de hoofdpagode liet verhogen tot 70 m. Het werk werd voltooid tijdens de regering van koning Rama III (1824-1851).
De tempel onderging grote restauraties tijdens de regering van koning Chulalongkorn (Rama V, 1868-1910) en in 1980, voorafgaand aan de viering van de tweehonderdste verjaardag van de stichting van Bangkok. De meest uitgebreide restauratiewerkzaamheden aan de prang vonden plaats van 2013 tot 2017, waarbij een aanzienlijk aantal gebroken tegels werd vervangen en kalkpleister werd gebruikt om veel van de oppervlakken opnieuw af te werken (ter vervanging van het cement dat bij eerdere restauraties werd gebruikt). Toen de werkzaamheden in 2017 ten einde liepen, leverden foto’s van de resultaten kritiek op het nieuwe uiterlijk van de tempel, dat witgewassen leek in vergelijking met de vorige staat. De afdeling Schone Kunsten verdedigde het werk door te stellen dat het zorgvuldig was gedaan om het oorspronkelijke uiterlijk van de tempel weer te geven.