宋代，三蘇祠為三蘇父子故居。宋真宗大宗祥符二年（1009年），蘇洵出生於眉山城西南隅之紗縠行私第。蘇洵之子蘇軾、蘇轍也生於此。元代延祐三年（1316年）以前，三蘇故居改建為祠堂。明洪武二十九年（1396年），重修三蘇祠。明嘉靖九年（1530年），侍禦邱道隆命眉州太守莫鈍維修擴建三蘇祠，並割九寺廟田產為蘇祠祀田。
清康熙四年（1665年），眉州知州趙惠芽摹擬重建三蘇祠主體建築——饗殿、啟賢堂、木假山堂、瑞蓮亭。
清康熙五十四年（1715年），眉州知州黃元煐重修三蘇祠並置買祀田，“田分二溝：其近宅者歸蘇祠，以贍僧”。
嘉慶十壹年(1806年),三蘇祠增修祠堂的東西廂房和方墻門道。復置三蘇父子像龕三座。
嘉慶十八年（1813年），知州趙來震對三蘇祠進行大維修，三蘇祠“池之兩岸，疊石成壁”，建來鳳軒（原濟美堂）等。
鹹豐三年（1853年），增修快雨亭。何紹基任四川學政使時，來眉監考舉子。因到三蘇祠拜謁三蘇父子，至此亭避大雨，遂命此亭為快雨亭，並手書匾額。
同治九年（1870年），增修三蘇祠大門（現為前廳）、耳房。光緒元年（1875年），四川督學使張之洞來眉倡導修建雲嶼樓（原名東坡樓）、抱月亭、綠洲亭。
光緒二十四年（1898年），眉山人將披風榭重建於三蘇祠。此樓始建於南宋，因陸遊登臨此樓拜蘇東坡遺像並賦詩贊譽眉山：“孕奇蓄秀當此地，郁然千載詩書城”。此樓有前國防部長張愛萍1983年題匾。
民國八年（1919年），眉山駐軍旅長陳國棟進駐三蘇祠，將其作為司令部。在此期間，陳籌資對三蘇祠進行了大維修。至今，祠堂個別方墻等存有民國建築風格的壹些痕跡。
民國十七年（1928年），眉山地方官紳集議拓建三蘇祠，相繼增修了南大門、百坡亭、式蘇軒、半潭秋水壹房山、船塢、彩畫舫等，並修甬道、小橋，將三蘇祠改名為“三蘇公園”，國民政府主席林森曾為“三蘇公園”題匾。
民國二十五年（1936年）六月，四川省善後督辦劉為立“保護三蘇祠布告碑”。七月，四川省政府主席劉湘立“保護三蘇祠布告碑”。八月，國民政府軍事委員會委員長蔣中正簽署的“保護三蘇祠布告碑”又立於三蘇祠。蔣中正在碑文中贊：“（三蘇祠）較之武鄉遺廟、工部草堂有過之而無不及”。
1949年解放後，三蘇祠得到了黨和政府的高度重視。1950年初，縣文化館成立，兼管三蘇祠事務。
1954年10月，文化館向上級申報《眉山縣文化館培修三蘇祠內部計劃》，省文化事業管理局批轉“暫不培修”。1956年8月，眉山縣成立了三蘇公園修建委員會。9月開始培修。
1959年，成立三蘇紀念館，上級調贈北京故宮博物院、北京大學圖書館、省圖書館、省博物館壹批古籍善本於三蘇祠。國慶期間陳列正式對外展出，並接待首批原蘇聯專家。
1979年，三蘇紀念館更名為眉山縣三蘇文物保管所。
1980年7月，四川省人民政府公布三蘇祠為四川省重點文物保護單位。8月，全國蘇軾研究學會在三蘇祠成立，並召開了第壹屆學術研討會。
1984年，由四川省編制委員會、四川省文化廳、四川省財政局批準，將眉山縣三蘇文管所更名為四川省眉山三蘇博物館。
1997年，眉山重新設立地委、行署。2000年，眉山撤地建市，成為地級市。6月，三蘇祠被省文物局列為第五批全國重點文物保護單位推薦名單。2001年7月，三蘇博物館上劃市級管理，隸屬於眉山市文體局。2003年11月，更名為“三蘇祠博物館”。2006年5月25日，國務院公布三蘇祠為第六批全國重點文物保護單位。
2007年，中***眉山市委、眉山市人民政府投巨資，新建東園碑廊、三蘇紀念館（生平陳列館）、旅遊接待中心等，面積新增20余畝，總面積***計約104畝。生平陳列展廳面積由原300多平方米，增至約3000多平方米。陳列手段采用了更為現代的手法，集多媒體、觸摸屏、矽膠臘像、三維動畫等場景。2009年被國家文物局評定為國家二級博物館。2010年被國家旅遊局評定為國家AAAA級旅遊景區。