นับตั้งแต่สมัยที่กัมพูชาตกเป็นอาณานิคมของฝรั่งเศสเป็นต้นมา ธงชาติของกัมพูชาเกือบทุกแบบจะมีรูปปราสาทหินนครวัดอยู่ตรงกลางเสมอ ธงชาติกัมพูชาที่ใช้อยู่ในปัจจุบันนี้ ถือกำเนิดขึ้นในช่วงการเรียกร้องเอกราชจากฝรั่งเศสในปี พ.ศ. 2491 และใช้มาจนถึงวันที่ 9 ตุลาคม พ.ศ. 2512 เนื่องจากนายพลลอนนอลได้ทำการรัฐประหารรัฐบาลสังคมราษฎร์นิยมของสมเด็จกรมพระนโรดมสีหนุ และได้ใช้ธงชาติแบบใหม่แทน

ธงชาติกัมพูชาในระยะต่อมาเปลี่ยนแปลงลักษณะไปตามความผันผวนทางการเมืองภายในประเทศหลายครั้ง จนกระทั่งเมื่อ พ.ศ. 2536 องค์การสหประชาชาติซึ่งเข้ามาควบคุมการเปลี่ยนผ่านอำนาจในกัมพูชา ได้จัดให้มีการเลือกตั้งเพื่อลงประชามติกำหนดทิศทางของประเทศ ผลปรากฏว่า พรรคฟุนซินเปคซึ่งเป็นพรรคการเมืองแนวนิยมเจ้าชนะการเลือกตั้ง ประเทศกัมพูชาจึงกลับมาใช้ชื่อว่าราชอาณาจักรกัมพูชาอีกครั้ง และได้กำหนดให้ใช้ธงชาติช่วง พ.ศ. 2491 - 2512 เป็นธงชาติของกัมพูชาอีกครั้ง ตราบจนทุกวันนี้