關于炎帝神農氏安葬地的記載，最早見于晉代皇甫謐撰寫的《帝王世紀》炎帝“在位一百二十年而崩，葬長沙。”宋代羅泌撰《路史》就記述得更具體：炎帝“崩葬長沙茶鄉之尾，是曰茶陵。”據地方史《酃縣志》記載此地西漢時已有陵西漢末年綠林、赤眉軍興邑人擔心亂兵發掘，遂將陵墓夷為平地。炎陵縣炎帝陵唐代，佛教傳入，陵前建有佛寺，名曰“唐興寺”，然而陵前“時有奉祀”。

炎帝陵自宋太祖乾德五年建廟之后，迄今已有千余年歷史，隨著歷代王朝的興衰更替，炎帝廟也歷盡滄桑，屢毀屢建。

宋太宗太平興國年間（公元967—983年），朝廷將事官慮炎帝陵地僻路險，舟車不便，奏請將炎帝廟遷至茶陵縣城南，宋太宗詔許，即移鹿原陂炎帝廟于茶陵縣城南五里處。此后凡二百余年，朝廷官府祭祀炎帝神農氏的活動，均在茶陵縣城南炎帝祠廟進行，鹿原陂炎帝廟幾近湮沒。

宋孝宗淳熙十三年(公元1186年)，衡州守臣劉清之鑒于炎帝陵沒有炎帝廟，反而保留唐代的佛寺，有點不倫不類，于是奏請朝廷，廢陵前唐興寺而重建炎帝廟。

宋寧宗嘉定四年（1211年），析茶陵軍之康樂、霞陽、常平三鄉置酃縣。此后，炎帝陵所在地鹿原陂即屬酃縣境地，隸屬衡州府管轄。

宋理宗淳祜八年（公元1248年），湖南安撫使知潭州陳奏請朝廷為炎帝陵禁樵牧，設守陵戶，并對炎帝祠廟進行了一次大的修葺。

宋代以后，元代近百年間，朝廷只有祭祀炎帝陵的活動，而未有詔修炎帝陵廟的記載。

明代有關炎帝陵廟的修葺史書記載頗詳。較大規模的修葺有三次：

洪武三年(公元1370年)，明太祖朱元璋即位后，詔命遍修歷代帝王陵寢，“發者掩之，蔽者葺之”，由此炎帝陵廟也得到了一次全面修葺。翌年修葺竣工，旋遣國史院編修雷燧來炎帝陵告即位致祭。

嘉靖三年(公元1524年)，由酃縣知縣易宗周主持。這次重修是在原廟舊址上拓寬興建。新廟的建筑格局為：主殿名“圣容殿”，殿內塑炎帝神農氏祀像，殿外建一高閣，寬敞如殿。閣下為陛道，中為丹墀，縱橫數丈。東西廡各三間，前列三門，四周建有垣墻。墻內有大道繞閣，沿墻行可以直達殿后陵寢。整個殿宇陵寢連成一體，基本上改變了舊廟原貌。

萬歷四十八年(公元1620年)。此次修葺距前已有百余年歷史，炎帝陵廟久經風雨剝蝕，日漸頹壞。酃縣縣令目睹廟宇日非，惻然傷感，于是派人于路旁募款，發起整修。新廟規模因循舊廟，但廟貌大為改觀。東閣學士吳道南撰有《重修炎帝陵廟碑》，記載了這次修葺盛舉。

清代對炎帝陵廟的修葺有據可查的約有9次。

順治四年（公元1647年），南明將領蓋遇時部進駐炎陵，屯兵廟側，炎帝陵廟慘遭破壞。是后，當地官民士紳及時進行了補葺，但由于戰爭頻仍，資金缺乏，修葺未能完善。

康熙三十五年（公元1696年），清圣祖玄燁遣太仆寺少卿王紳前來炎帝陵告災致祭。王見陵廟棟宇損壞嚴重，入告于朝，奏請修葺，圣祖準奏。由酃縣知縣龔佳蔚督工，整修一新，但是未能恢復前代規模。

雍正十一年（公元1733年），知縣張浚奉文動用國帑，按清王朝公布頒行的古帝王陵殿統一格式重建，陵廟也統稱陵殿而正其名。這次修建奠定了炎帝陵殿的基本形制，形成了“前三門——行禮亭——正殿——陵寢”的四進格局。整座陵殿為仿皇宮建筑，氣勢恢宏，體現了我國古代建筑的傳統特色。

清朝最大的一次修復是在道光十七年（公元1837年），由知縣俞昌會主持、當地士紳百姓募資捐款所進行的一次重修。重修工程自孟夏開始，年底竣工，費時8個月有余。這次重修后的炎帝陵殿，高大寬敞，金碧輝煌莊嚴肅穆，蔚為壯觀，各附屬建筑，依山傍水，錯落有致，與主殿相輝相映，形成了一個統一的整體，也為炎陵山增添了無限秀色。

此后，咸豐、同治、光緒、宣統各朝，均未見史書有修葺的記載，但同治十二年版《酃縣志》所載炎帝陵殿形制圖，又與道光年間所建之陵殿有異，其間很有可能作過修葺而未入志。

民國年間炎帝陵殿的修葺活動，據有關文字記載有4次：

民國四年（公元1915年），酃縣知事瞿燮捐資百元連同炎帝陵修葺費14元交人籌措修復，土木將興，旋因湘軍駐陵側，以至無法施工而作罷。

民國十二年（公元1923年），因連年兵禍，陵廟傾圯在即，酃縣政府再次呈文請修，湖南省政府撥款500元，令縣長歐陽枚鳩工修葺。

1936年。酃縣縣長夏禮鑒于“炎陵殿宇年久失修，多已損壞”于年初組建了修復炎陵籌備委員會。但是半途而廢修復計劃未能實施。

1940年第九戰區司令長官兼湖南省政府主席薛岳主持的一次大修。1940年日軍犯西南，為防患于未然，薛岳擬將省政府遷酃縣炎陵山。是年春，撥?？钣谘琢晟叫藿ㄊ≌畽C關辦公用房和員工宿舍，修筑了茶陵至酃縣炎陵山的簡易公路，同時對炎陵殿宇進行了全面修葺。

新中國成立后，炎帝陵被列為湖南省重點文物保護單位。1954年除夕之夜，因香客祭祀焚香燭，引燃殿內彩旗，不慎失火，致使炎帝陵正殿和行禮亭被焚。“文化革命”期間，陵殿及其附屬建筑又重遭破壞，除陵墓外，全部夷為平地。

炎帝陵殿被焚以后，重新修復炎帝陵殿已成為廣大炎黃子孫的強烈愿望。黨的十一屆三中全會以后，修復條件日趨成熟。1986年6月28日，由酃縣人民政府主持，陵殿修復工程正式破土動工，到1988年10月勝利竣工。重修后的炎帝陵殿，規模較前稍有擴大，整個建筑占地面積3836平方米。分為五進：第一進為午門，第二進為行禮亭，第三進為主殿，第四進為墓碑亭，第五進為墓冢。殿外修復了詠豐臺、天使館、鹿原亭等附屬建筑。整個建筑金碧輝煌，重檐翹角，氣勢恢宏，富有民族傳統風格。