Der Tempel Wat Phnom wurde auf einem 27 Meter hohen künstlichen Hügel mit 300 Meter Durchmesser errichtet und ist das höchstgelegene religiöse Bauwerk der Stadt. Das Heiligtum ist über Treppen und Rampen zugänglich.
Der Legende nach hatte den Bau im Jahre 1372 die wohlhabende Witwe Daun Chi Penh veranlasst, nachdem sie fünf Buddha Satuen am Ufer des Mekong gefunden hatte. Sie ließ den Hügel nordöstlich von ihrem Haus aufhäufen und den Tempel, der die Statuen beherbergen sollte, aus den angespülten Baumstämmen errichten. Sie gab der Anlage den Namen Wat Phnom Daun Penh. Phnom bedeutet in der Khmer Sprache "Hügel", und dieser bildete die Keimzelle für die Stadt, deren Name wortgetreu übersetzt "Hügel Penh" heisst.
Im Laufe der Jahrhunderte wurde das Bauwerk mehrmals vollständig erneuert oder renoviert (zuletzt 1926) und um weitere Schreine und andere Gebäude ergänzt, das ursprüngliche Gebäude aus dem 14. Jahrhundert ist nicht mehr vorhanden. Die Stupa beherbergt die Asche von König Ponhea Yat und ist das Zentrum der Feiern zum kambodschanischen Neujahrsfest in Phnom Penh.
