Construit sur une colline artificielle de 27 mètres de haut et de 300 mètres de diamètre, le temple Wat Phnom est l'édifice religieux le plus élevé de la ville. Le sanctuaire est accessible par des escaliers et des rampes.
Selon la légende, c'est une riche veuve, Daun Chi Penh, qui a ordonné la construction en 1372, après avoir trouvé quatre satuen de Bouddha sur les rives du Mékong. Elle fit amasser la colline au nord-est de sa maison et construisit le temple qui devait abriter les statues avec les troncs d'arbres échoués. Elle donna au site le nom de Wat Phnom Daun Penh. Phnom signifie "colline" en langue khmère, et celle-ci a constitué le germe de la ville, dont le nom se traduit littéralement par "colline de Penh".
Au fil des siècles, le monument a été entièrement rénové ou réaménagé à plusieurs reprises (la dernière fois en 1926) et complété par d'autres sanctuaires et d'autres bâtiments, le bâtiment d'origine datant du 14e siècle n'existant plus. Le stupa abrite les cendres du roi Ponhea Yat et est le centre des célébrations du Nouvel An cambodgien à Phnom Penh.
