ساخت این گنبد در سال ۷۰۲ هجری قمری به دستور الجایتو در شهر سلطانیه، پایتخت آن زمان ایلخانیان آغاز شد و در سال ۷۱۲ هجری قمری به اتمام رسید. بعضی از تاریخ نویسان نوشته‌اند سلطان محمد خدابنده این گنبد و بنای عظیم را بنا کرد که اجساد ائمه اول و سوم شیعیان یعنی امام علی علیه السلام و امام حسینعلیه السلام را از آرامگاهای خود به آنجا منتقل کند؛ ولی به علت خوابی که دید از این عمل منصرف شد.