De opvolger van Suryavarman II, Yaśovarman II (regeerde in 1160-66), greep voor zijn koninklijke naam eveneens terug op de oudere geschiedenis en voerde zijn afstamming terug tot de Rôluŏs periode van de late 9e eeuw. Tijdens zijn regering werden verschillende tempels die onder Suryavarman waren begonnen, voltooid. Yaśovarman werd omvergeworpen door een van zijn ambtenaren na zijn terugkeer van een militaire campagne in Thailand. In de nasleep van de staatsgreep haastte een Cambodjaanse prins, die later zou regeren onder de naam Jayavarman VII (1181-c. 1220), zich vanuit Champa naar huis – uit zijn inscripties is niet op te maken waarom hij daar was – om mee te dingen naar de Cambodjaanse troon. Hij kwam te laat en wachtte de volgende 10 jaar zijn tijd af terwijl de overweldiger de controle verloor en Angkor werd binnengevallen en bezet door de Chams. In 1177 viel de prins, met een eigen leger, Angkor aan en versloeg de Cham strijdkrachten. De gevechten zijn levendig afgebeeld in de bas-reliëfs van zijn tempelberg, de Bayon. Om verdere aanvallen van de Cham te voorkomen annexeerde Jayavarman de Cham-hoofdstad, en Angkor beheerste Champa tot Jayavarmans dood.
Toen zijn veldtocht tegen de Chams voorbij was, werkte de toekomstige vorst eraan om Cambodja onder zijn controle te brengen. Een inscriptie verwees naar het koninkrijk dat hij aantrof als zijnde “overschaduwd door vele parasols”, een metafoor voor een veelheid aan heersers. In 1191, vermoedelijk toen het proces was voltooid, vestigde Jayavarman zich eindelijk in Angkor. Hij begon al snel aan een programma van bouw- en openbare werken dat omvangrijker en grootser was dan enig ander in de Angkoreaanse geschiedenis. Volgens zijn inscripties waren honderdduizenden mensen bij deze projecten betrokken.
Telbare tempels, standbeelden, stenen bruggen en inscripties in het Angkor gebied en elders in Cambodja getuigen van de kracht van Jayavarman VII’s lange regeerperiode. Hij herbouwde en versterkte de stad. Hij was een fervent boeddhist van de Mahayana-school; verschillende meer dan levensgrote standbeelden van de vorst beelden hem mediterend uit. Net als de meeste andere Cambodjaanse koningen tolereerde en begunstigde hij echter ook het hindoeïsme en de plaatselijke vooroudercultus. Zijn buitengewone tempel, de Bayon, met zijn meervoudige torens, elk voorzien van gezichten van godheden die in de kardinale richtingen zijn gedraaid, is misschien wel het meest intrigerende van de monumenten in Angkor. Net als de Bakheng van Yaśovarman I, stond de Bayon in het centrum van de koninklijke stad – die sinds de tijd van Yaśovarman was verplaatst – en symboliseerde de berg Meru. Veel hindoegoden en de Boeddha zijn afgebeeld in de beelden van de tempel, terwijl de bas-reliëfs scènes uit het gewone leven laten zien, die een beeld geven van Cambodjanen in de 12e eeuw tijdens werk, rust en spel dat niet naar voren komt uit de religieus georiënteerde inscripties of uit het houtsnijwerk in andere tempels. De kleding, gereedschappen, huizen en ossenkarren op de bas-reliëfs lijken sterk op die welke vandaag de dag op het Cambodjaanse platteland te vinden zijn.