Suryavarman II’s efterfølger, Yaśovarman II (regerede 1160-66), nåede også tilbage til den tidligere historie for sit kongenavn, idet han sporede sin slægt til Rôluŏs-perioden i slutningen af det 9. århundrede. Under hans regeringstid blev flere templer, der var påbegyndt under Suryavarman, færdiggjort. Yaśovarman blev styrtet af en af sine embedsmænd efter at være vendt tilbage fra et militært felttog i Thailand. I kølvandet på kuppet skyndte en cambodjansk prins, der senere skulle regere under navnet Jayavarman VII (1181-c. 1220), sig hjem fra Champa – det er usikkert ud fra hans inskriptioner, hvorfor han var der – for at kæmpe om den cambodjanske trone. Han ankom for sent, og i de næste 10 år ventede han på, at tronraneren mistede kontrollen, og at Angkor blev invaderet og besat af chamerne. I 1177 angreb prinsen Angkor med sin egen hær i spidsen og besejrede Cham-styrkerne. Kampene er levende skildret i basrelieffer på hans tempelbjerg, Bayon, som er hans tempelbjerg. For at forhindre yderligere Cham-angreb annekterede Jayavarman Cham-hovedstaden, og Angkor kontrollerede Champa indtil Jayavarmans død.
Når hans felttog mod Chams var overstået, arbejdede den kommende monark på at bringe Cambodja under sin kontrol. En inskription omtalte det kongerige, han mødte, som værende “skygget af mange parasoller”, en metafor for en mangfoldighed af herskere. I 1191, formodentlig da processen var afsluttet, slog Jayavarman sig endelig ned i Angkor. Han gik snart i gang med et program for byggeri og offentlige arbejder, der var mere omfattende og storslået end noget andet i Angkoreas historie. Ifølge hans inskriptioner var hundredtusinder af mennesker involveret i disse projekter.
Antalrige templer, statuer, stenbroer og inskriptioner i Angkor-regionen og andre steder i Cambodja vidner om energien i Jayavarman VII’s lange regeringsperiode. Han genopbyggede og befæstede byen. Han var en ivrig buddhist af Mahayana-skolen; flere statuer af monarken i overlivsstørrelse forestiller ham i meditation. Som de fleste andre cambodjanske konger tolererede og støttede han dog også hinduismen og lokale forfædrekulter. Hans ekstraordinære tempel, Bayon-templet, med sine mange tårne, der hver især bærer ansigter af guddomme, der er vendt i de forskellige retninger, er måske det mest fascinerende af monumenterne i Angkor. Ligesom Yaśovarman I’s Bakheng stod Bayon-templet i centrum af kongebyen – som havde flyttet sig siden Yaśovarmans tid – og symboliserede Meru-bjerget. Mange hinduistiske guder og Buddha er afbildet i templets statuer, mens basreliefferne skildrer scener fra det almindelige liv, hvilket giver et billede af kambodjanerne i det 12. århundrede i arbejde, hvile og leg, som ikke fremgår af de religiøst orienterede indskrifter eller af udskæringer i andre templer. Tøjet, redskaberne, husene og oksevognene på basreliefferne ligner nøje dem, der findes på det cambodjanske landskab i dag.