清代流传下来的《重修凤翔府志》中记载：“周太王庙：县东北五十里岐阳镇。”又载：“王季庙、文王庙：旧俱在太王庙侧，万历八年知县刘正言创修，始分为三，每岁春秋俱合祭于太王庙。”从这段记载可以看出，周三王庙的前身太王庙，一定是早于万历八年，也就是公元1580年建好的，万历八年后，周太王才和儿子、孙子“会合”，此庙成为我们现在熟知的周三王庙。
　　2018年，岐山县文物保护者根据群众回忆，将水库堤坝下埋藏的百余块残损石碑挖出，并在其中发现了部分“重修周三王庙记”的石碑，上面记述着1580年修葺周三王庙的事。在另一块更早的石碑上，还记录着1570年至1574年修葺周三王庙的碑记。
　　明清时期，周三王庙历经几次损毁，又在官方和民间有识之士的坚持下进行了几次重修。清嘉庆年间的一次重修还留下了一段趣事，由于在翻修大殿时发现订购的大梁少了一截，这可愁坏了众人，有人将这事编成了顺口溜，一直流传了下来——“张钊杨六郑邦彦，一心要修三王殿。去到土场把房看，中午吃的臊子面。只顾吃，没顾看，买的房屋差半间。”
　　2013年，省文物部门本着“修旧如旧”的原则，对周三王庙进行了科学严谨的修复，就有了现如今的周三王庙。