Świątynia buddyjska istniała w miejscu Wat Arun od czasów Królestwa Ayutthaya. Była ona wówczas znana jako Wat Makok, po wiosce Bang Makok, w której została zbudowana. (Makok to tajska nazwa rośliny Spondias pinnata.) Według historyka, księcia Damrong Rajanubhab, świątynia została pokazana na francuskich mapach za panowania króla Narai (1656-1688). Świątynia została przemianowana na Wat Chaeng przez króla Taksina, gdy po upadku Ayutthayi założył w jej pobliżu swoją nową stolicę Thonburi. Uważa się, że Taksin przysiągł odrestaurować świątynię po tym, jak minął ją o świcie. W świątyni przechowywany był wizerunek Szmaragdowego Buddy, zanim w 1785 roku został przeniesiony do Wat Phra Kaew na wschodnim brzegu rzeki. Świątynia znajdowała się na terenie pałacu królewskiego za panowania Taksina, zanim jego następca, Rama I, przeniósł pałac na drugą stronę rzeki. Był opuszczony aż do panowania króla Rama II (1809-1824), który miał świątyni odnowiony i główny pagoda podniesiona do 70 m. Praca została zakończona w czasie panowania króla Rama III (1824-1851).
Świątynia przeszła poważne renowacje w czasie panowania króla Chulalongkorn (Rama V, 1868-1910) i w 1980 roku, przed obchodami dwusetnej rocznicy założenia Bangkoku. Najbardziej rozległe prace konserwatorskie na prangu podjęto w latach 2013-2017, podczas których wymieniono znaczną liczbę uszkodzonych płytek i użyto tynku wapiennego do ponownego wykończenia wielu powierzchni (zastępując cement używany podczas wcześniejszych renowacji). Gdy prace zbliżały się do końca w 2017 roku, zdjęcia rezultatów wywołały krytykę nowego wyglądu świątyni, który wydawał się pobielony w porównaniu z poprzednim stanem. Departament Sztuk Pięknych bronił prac, twierdząc, że zostały one starannie wykonane, aby odzwierciedlić oryginalny wygląd świątyni.