永乐宫创建的年代正值蒙古崛起，全真教弟子丘处机于公元1222年向蒙古成吉思汗献计献策，被成吉思汗赐以虎符，封为大宗师，掌管天下道教。此后丘处机四处云游、弘扬道法，后来到达芮城永乐镇，发现这里环境优美，且是八仙之一吕洞宾的故居。唐末地方人士在吕洞宾故宅建立吕公祠，后易祠为观，公元1231年（元太宗三年），观毁于大火。届时全真教大兴，丘处机被尊为元朝国师，向皇帝提出建造永乐宫，蒙古政权为了维护他们的统治，委派全真教大师潘德冲、宋德方前来主持修建，宋德方于公元1240年(元太宗十三年)、公元1244年（元太宗乃马真后三年）曾两次来到永乐镇拜祭吕祖，之后会同诸道侣筹谋兴建宫。
公元1247年间，永乐宫在吕公祠的基础上进行修建，被赐名“大纯阳万寿宫”，因其位于永乐镇，也被称为“永乐宫”。
1250年，《玄都道藏》经板被委送正在建设中的永乐宫收藏。
1294年元朝官员商挺为无极门书写匾额。
1320年，时任宫宰郭志进等对宫观建筑主体的重建工程进行了收尾。
1325年，三清殿壁画完工。
1339年，纯阳殿天花完工。
1358年，纯阳殿壁画完工。
1368年，永乐宫修建完成。
1952年，永乐宫在第一次文物普查中被发现，当时专家勘察后认为：永乐宫是中国现存最大的道教宫观、世界现存最大的古代壁画艺术宝库之一，堪称国宝。中央人民政府决定兴建三门峡水利枢纽工程，永乐宫被规划在水库淹没区内。