Jayawarman mendirikan ibu kota Hariharalaya (sekarang dikenal sebagai Roluos) di ujung utara Tonle Sap.
Baca juga: Raja-Raja Kerajaan Mataram Kuno
Pada 889 M, Raja Yasowarman I naik takhta. Dalam sebuah prasasti ia dikenal sebagai pemimpin yang hebat dan seorang pembangun ulung.
Di dekat Harihatalaya, Yasowarman I membangun kota baru bernama Yasodharapura.
Seperti tradisi pendahulunya, ia juga membangun waduk besar yang dinamai East Baray dan mendirikan beberapa candi Hindu.
Pada awal abad ke-10, kerajaan ini sempat terpecah dan Jayawarman IV mendirikan ibu kota baru di Koh Ker, sekitar 100 km dari Angkor.
Rajendrawarman II yang memerintah antara 944-968 M kemudian mengembalikan istana kerajaan ke Yasodharapura.
Meski abad ke-12 disebut sebagai masa konflik dan perebutan kekuasaan, tetapi periode ini juga menjadi awal masa keemasan Kerajaan Khmer.
Di bawah kekuasaan Raja Suryawarman II (1113-1150 M), kerajaan bisa bersatu dan wilayah kekuasaannya menjadi sangat luas.
Suryawarman II menaklukkan Kerajaan Mon Haripunjaya di barat (sekarang Thailand tengah) hingga ke perbatasan dengan Kerajaan Bagan (sekarang Myanmar).
Di wilayah selatan, kekuasaannya mencapai Semenanjung Malaya.
Pada masa pemerintahannya pula dibangun Angkor Wat yang didedikasikan untuk Dewa Wisnu.
Angkor Wat adalah sebuah gugus bangunan candi yang menjadi salah satu monumen keagamaan terbesar di dunia hingga saat ini.
Menyusul gugurnya Suryawarman II, kerajaan sempat dilanda pemberontakan dan raja yang memerintah digulingkan dengan kejam.
Pemberontakan itu akhirnya dapat diatasi oleh Raja Jayawarman VII (1181-1219 M), yang dianggap sebagai raja terbesar Kerajaan Khmer.
Raja Jayawarman VII memimpin pasukan melawan kerajaan tetangga sampai Khmer berhasil mengalahkan Champa pada 1203 dan menaklukkan sebagian besar wilayahnya.