• พ.ศ. 854 เจ้าชายทนทกุมารและพระนางเหมชาลา (พระโอรสธิดาในพระเจ้าโคสีหราชกับพระนางมหาเทวี ผู้ครองเมืองทันทบุรี) และบาคู (แปลว่า นักบวช) ชาวสิงหล ได้สร้างวัดพระบรมธาตุวรมหาวิหาร เจดีย์องค์เดิมเจดีย์แบบศรีวิชัย คล้ายเจดีย์กิริเวเทระ ในเมืองโบโลนนารุวะ ประเทศศรีลังกา
• พ.ศ. 1093 พระเจ้าศรีธรรมาโศกราช ปฐมกษัตริย์ราชวงศ์ปทุมวงศ์ แห่งอาณาจักรตามพรลิงก์ ทรงสร้างเมืองนครศรีธรรมราชขึ้น พร้อมกับการก่อสร้างเจดีย์ขึ้นใหม่ เป็นเจดีย์แบบศาญจิ
• พ.ศ. 1770 พระเจ้าจันทรภาณุศรีธรรมาโศกราช กษัตริย์พระองค์ที่ 2 แห่งอาณาจักรตามพรลิงก์ และเป็นพระอนุชาของพระเจ้าศรีธรรมาโศกราช ได้บูรณะพระบรมธาตุเจดีย์ เจดีย์แบบลังกา ทรงระฆังคว่ำ หรือ โอคว่ำ มีปล้องไฉน 52 ปล้อง สูงจากฐานถึงยอดปลี 37 วา 2 ศอก ยอดปลีของปล้องไฉน หุ้มทองคำเหลืองอร่าม สูง 6 วา (เท่ากับ 2 เมตร) 1 ศอก (เท่ากับ 0.50 เมตร) แผ่เป็นแผ่นหนา เท่าใบลานหุ้มไว้ น้ำหนัก 800 ชั่ง (เท่ากับ 960 บาท) รอบพระมหาธาตุ มีองค์เจดีย์ 158 องค์
• พ.ศ. 2155 และ พ.ศ. 2159 สมัยสมเด็จพระเอกาทศรถมีการซ่อมแผ่นทอง ที่ปลียอดพระบรมธาตุ
• พ.ศ. 2190 สมัยสมเด็จพระเจ้าปราสาททอง ยอดพระบรมธาตุได้ชำรุดหักลง และได้มีการซ่อมสร้างขึ้นใหม่
• พ.ศ. 2275 - 2301 สมัยพระเจ้าอยู่หัวบรมโกศ มีการดัดแปลงทางเข้าพระสถูปพระบรมธาตุบริเวณวิหารพระทรงม้า
• พ.ศ. 2312 สมัยสมเด็จพระเจ้ากรุงธนบุรี ปฏิสังขรณ์พระอารามทั่วไปภายในวัด และโปรดให้สร้างวิหารทับเกษตร ต่อออกจากฐานทักษิณรอบองค์พระบรมธาตุ
• สมัยพระบาทสมเด็จพระพุทธเลิศหล้านภาลัย เจ้าพระยานครศรีธรรมราช (พัฒน์) ได้บูรณะพระวิหารหลวง วิหารทับเกษตร พระบรมธาตุที่ชำรุด
• ปฏิสังขรณ์ครั้งใหญ่ สมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว บูรณะกำแพงชั้นนอก วิหารทับเกษตร วิหารธรรมศาลา วิหารพระทรงม้า วิหารเขียน ปิดทองพระพุทธรูป
• พ.ศ. 2457 สมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว ติดตั้งสายล่อฟ้า ยอดองค์พระบรมธาตุเจดีย์
• พ.ศ. 2515 - 2517 บูรณปฏิสังขรณ์พระวิหารหลวง และพระอุโบสถ
• พ.ศ. 2530 ซ่อมกลีบบัวทองคำ ที่ฉีกขาดเปราะบาง เสื่อมสภาพเป็นสนิม เสริมความมั่นคงแข็งแรงที่กลีบบัวปูนปั้น ในวันที่ 28 สิงหาคม 2530 พระบาทสมเด็จพระมหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราชทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้พระบาทสมเด็จพระวชิรเกล้าเจ้าอยู่หัว ขณะดำรงพระอิสริยยศ สมเด็จพระบรมโอรสาธิราช เจ้าฟ้ามหาวชิราลงกรณ สยามมกุฎราชกุมาร เสด็จอัญเชิญแผ่นกลีบบัวทองคำ ขึ้นประดิษฐานบนองค์พระบรมธาตุเจดีย์
• พ.ศ. 2537 - 2538 บูรณะปลียอดทองคำพระบรมธาตุเจดีย์ และเสริมความมั่นคงปูนแกนในปลียอด ใช้งบประมาณทั้งสิ้น 50 ล้านบาท สิ้นทองคำ 141 บาท (มาตราชั่ง ตวง วัด ของไทย 1 บาท เท่ากับ 15.2 กรัม)

กรมศิลปากร ได้ประกาศในราชกิจจานุเบกษา วัดพระมหาธาตุวรมหาวิหารเป็นโบราณสถาน ประกาศในราชกิจจานุเบกษา เล่ม 53 ตอนที่ 34 วันที่ 27 กันยายน พ.ศ. 2479 และคณะกรรมการมรดกโลก มีมติในการประชุมคณะกรรมการสมัยที่ 37 ณ กรุงพนมเปญ ประเทศกัมพูชา เมื่อวันที่ 21 มิถุนายน พ.ศ. 2556 รับรองวัดพระมหาธาตุวรมหาวิหารเข้าสู่บัญชีเบื้องต้นก่อนเสนอขึ้นทะเบียนมรดกโลก[ต้องการอ้างอิง]