Храм Гарни был построен в период между 77 и 176 годами н.э. во времена правления армянского царя Трдата первого из династии Аршакидов. Этот период соответствует эпохе Римской империи, когда Армения находилась под влиянием римской культуры и архитектуры.
Точные даты строительства храма неизвестны, но основные исследования истории храма датируют его постройку ранним I веком н.э. и завершение работы к середине I века н.э.
Храм был задуман и построен как место поклонения богу Солнца Митре, и служил не только для религиозных целей, но и важным центром культурной и социальной жизни армянского общества.
После разрушительного землетрясения в VII веке н.э., храм был практически уничтожен, оставаясь в развалинах на протяжении веков. Несмотря на это, в XIX веке начались работы по его частичному восстановлению.
В XX веке, с 1969 года, были проведены обширные археологические и реставрационные работы, которые привели к полной реконструкции храма в его первоначальном виде. Эти работы завершились в 1975 году, и с тех пор Храм Гарни продолжает привлекать внимание и уважение как один из наиболее значимых памятников древнеармянской архитектуры.