Venne costruito tra il 19 e il 16 a.C. da Marco Vipsanio Agrippa e venne dedicato ai figli dello stesso Agrippa e di Giulia, figlia di Augusto, Gaio e Lucio Cesare, adottati dal nonno come propri eredi e che morirono entrambi in giovane età. Il testo dell'iscrizione di dedica venne ricostruito dallo studioso locale Jean-François Séguier nel 1758 sulla base dei fori lasciati dalle originarie lettere in bronzo, asportate in epoca medioevale. La dedica era: «A Gaio Cesare, figlio di Augusto, console; a Lucio Cesare, figlio di Augusto, console designato; ai principi della gioventù». Marco Vipsanio Agrippa venne influenzato dalle opere già realizzate a Roma, come il tempio di Apollo sotto il Campidoglio.

Il tempio deve il suo ottimo stato di conservazione al fatto di essere stato riutilizzato come chiesa cristiana nel IV secolo. In seguito divenne sede di diverse istituzioni pubbliche cittadine, il che comportò pesanti trasformazioni. Durante la sua storia divenne persino una stalla, durante la Rivoluzione francese. Dal 1823 è divenuta un museo. Dal 2006 la Maison Carrée è gestita dalla società Culturespaces, la quale ha trasformato la sala interna in una sala di proiezioni cinematografiche. Attualmente viene trasmesso quotidianamente un film in stile docu-fiction dal titolo Nemausus sulla storia della città di Nîmes.

Nel maggio 1993 è stato inaugurato, nel piazzale antistante il tempio, il Carré d'Art, museo di arte contemporanea progettato dell'architetto britannico Norman Foster.

 Illustrazione alla recensione pubblicata sugli Acta Eruditorum del 1760 relativa alla Dissertation sur l'ancienne inscription de la Maison-Carrée de Nismes.

Il 18 settembre 2023 è stata iscritta nella Lista dei patrimoni dell'umanità dell'UNESCO dalla quarantacinquesima sessione del Comitato del patrimonio mondiale riunito a Riad[1].