湄洲妈祖祖庙始建于北宋雍熙四年（987年），历代屡经扩建修葺。

明洪武七年（1374年），泉州卫指挥周坐重建妈祖庙。永乐元年（1403年）至宣德六年（1431年），郑和奉旨遣官建造正殿。

清康熙二十二年（1683年），闽浙总督姚启圣获妈祖保佑建功而扩建祖庙时，把朝天阁重修并改为正殿，为重檐歇山顶、面阔三间、进深三间的抬梁结构建筑。康熙二十三年（1684年），施琅重修。

民国年间再度在旧址重修。

“文化大革命”期间，妈祖庙受到了严重的毁坏。

20世纪80年代以来，妈祖祖庙陆续开始重建，随着台湾妈祖信徒到祖庙进香日渐增多，海峡两岸妈祖信众同心协力，自愿捐物捐资，进行大规模的修复兴建。

1987年妈祖千年祭时，数以千计的台胞涌上湄洲岛参拜妈祖，形成了挡不住的“海峡潮”。

1989年5月6日，台湾宜兰县苏澳南天宫组成20条渔船200多台胞信众，从海上直航湄洲岛谒祖进香，开启两岸隔绝以后的第一次海上组团直航。

1997年1月至5月，湄洲祖庙妈祖金身巡游台湾102天，受到宝岛上千万人次的顶礼膜拜，十里长街迎妈祖，火树银花不夜天。

1997年，祖庙董事会邀请清华大学古建筑专家规划设计，以高度14·35米高的妈祖石雕像为起点，兴建祖庙新殿建筑群。新建筑群，有灵慈殿、天后殿、祈福殿、妈祖文化展览馆、顺济殿、钟鼓楼、宫门、大牌楼、天后广场、天后大戏楼、妈祖故事群雕、妈祖碑林、“天下第一印”石刻、祈安洞、摩崖题刻及历代帝王对妈祖36次褒封的巨屏等景观。

1998—2002年，由清华大学古建筑设计院规划设计的南轴线建筑群逐渐建成，主要殿宇包括顺济殿、天后殿、祈福殿、灵慈殿等。

2006年9月下旬，由台湾妈祖联谊会发起的台湾50多家妈祖庙4300多位台胞信众与在大陆的2700多位台胞信众，组成7000多人的特大型进香团前来湄洲进行谒祖进香之旅和民俗文化交流活动，成为迄今为止最大规模的两岸妈祖文化交流盛事。

2013年底，由两岸工艺大师共同打造的全球最大的纯金妈祖圣像安奉在顺济殿内。该圣像高3·23米，使用纯金323公斤，与奉祀在宫门内高1·33米、重1·6吨的全球最大的翡翠妈祖圣像，形塑“金玉同辉”新景观。

2015年至2016年，用巴西花梨原木雕刻的高度3·23米的红木妈祖圣像、用323块海底贝王组成高度3·23米的砗磲妈祖圣像又先后面世，分别安座于祖庙朝天阁、妈祖文化展览馆内。