南阳卧龙岗武侯祠的始建年代可上溯至魏晋时期，据《明嘉靖南阳府志校注》和清康熙《龙岗志》记载，诸葛亮殒没五丈原后，其故将黄权曾率族人在南阳卧龙岗建庵祭祀，纪念武侯，时称“诸葛庵”；晋永兴年间，镇南将军刘弘“镇宛”讨伐张昌时“观亮故宅”并“立碣表闾”；唐代，南阳卧龙岗曾多次在文学作品中出现，李白《南都行》中云：“谁识卧龙客，长吟愁鬓斑”，刘禹锡《陋室铭》中赞美：“南阳诸葛庐，西蜀子云亭，孔子云：‘何陋之有’”，白居易有“鱼到南阳方得水，龙飞天汉便为霖”的诗句，许浑《南阳道中》云：“荒草连天风动地，不知谁学武候耕”等，这些表明，卧龙岗在唐代已成为一处著名的文物胜迹和人们凭吊先贤和陶冶情操的地方，不少文人墨客都曾来此游览祭祀。
宋金时期，南阳武侯祠屡遭兵燹。宋绍兴八年（1138年），岳飞“过南阳谒武侯祠”时，曾挥泪书写诸葛亮前后《出师表》，以“稍舒胸中抑郁尔”；元大德二年（1298年），南阳监郡马哈马主持修葺南阳卧龙岗武侯祠，割附近田地二百亩作为岁时香火之具。元至大二年（1309年），河南平章政事何玮到南阳指示地方官加扩卧龙岗武侯祠。元延祐二年（1315年），元仁宗交中书平章政事与翰林集议，给南阳卧龙岗古建名胜命名为“武侯祠”；明嘉靖七年（1528年），明世宗“钦赐”南阳卧龙岗武侯祠庙额，颁祭文，明定春秋二祭日期和祭品，并敕令地方官按期致祭，后又于嘉靖十八年（1539年）三月八日，特谴驸马都尉邬景和来宛致祭。自此，南阳卧龙岗武侯祠地位随之倍增，祠貌规模亦更加壮观，并招致更多的封疆大吏、文人学士纷纷登堂膜拜，题咏赋赞，极大的丰富了南阳卧龙岗武侯祠的文化内涵。
清代，南阳卧龙岗武侯祠屡有修葺，规模恢宏，现今卧龙岗武侯祠基本上保持了元明的布局风格，其木构建筑多为明清重建或增建。康熙五十年（1711年），知府罗景主持大修武侯祠，增建庙堂，新辟廊庑和台榭，积土为山，叠石成峰，并按照历代题咏和诸葛亮“躬耕”时的生活起居，依前人“龙岗全图”石刻复建了卧龙岗十景，并命人在祠间空隙地方密栽修竹，种植花卉，把卧龙岗武侯祠点缀得花团锦簇，幽雅媚人。此次修葺，对后世影响很大，并奠定了今日卧龙岗武侯祠的规模，乾隆时期出现了“漫道锦官祠宇好，龙岗今日更馨香”的景象。
新中国成立后，党和政府十分关注和重视南阳卧龙岗武侯祠的维修和保持，史学泰斗郭沫若先生1959年给南阳题额“武侯祠”，又于1973年书匾“诸葛草庐”。南阳市委市政府，高瞻远瞩，站在提高南阳知名度和发展南阳经济的高度，提出了“修葺再现卧龙岗诸葛亮躬耕地历史原貌，改善武侯祠旅游环境，提高品位，丰富内涵，以物取胜，以景诱人”的指导思想，并不断深地，调查研究，具体指导规划，使南阳卧龙岗武侯祠发生了有史以来规模最大和效果颇为明显的巨大变化。
南阳武侯祠和位于其内的南阳市博物馆结合自身陈列优势及旅游资源，先后筹办了反映当年诸葛亮躬耕隐居南阳及徐庶荐贤、刘备三顾历史画面的《诸葛亮与南阳》蜡像展、再现当年岳飞抗金途中路过南阳，夜宿武侯祠，祭拜武侯的《岳飞夜书出师表》蜡像展、再现诸葛亮当年躬耕于南阳时与好友交谈的《诸葛亮会友蜡像展》、集南阳汉代舞乐精髓及汉代科技于一体，再现南阳汉代辉煌灿烂历史文化的大型综合展览《汉代文化苑》、通过馆藏十八罗汉、宗教造像、建筑构件等文物珍品，向观众展示我国古代高超的宗教、建筑雕塑艺术的《古代雕塑艺术精品展》，以及每年时逢诸葛亮祭日举办的大型祭拜仪式和相关活动等，受到了游客的普遍赞誉和良好的社会效应。