W 645 roku kapłan buddyjski o imieniu Shōkai przybył z pielgrzymką do tego regionu i zbudował pawilon dla Kannon, ale po objawieniu, którego doznał we śnie, postanowił ukryć posążek, który do dziś nigdy nie był wystawiany. W połowie IX wieku mistrz Ennin (794–864, pośmiertnie: Jikaku daishi) wykonał kopię statuetki, którą umieszczono w centrum wewnętrznego sanktuarium do wystawiania publicznego.
W okresie Kamakura (1185–1333) siogunowie okazywali wielkie oddanie Sensō-ji, a jej znaczenie rosło. Stopniowo kolejne wybitne postacie, w tym dowódcy wojskowi i ludzie kultury, szli za ich przykładem. W 1590 roku Ieyasu Tokugawa, wybrał Sensō-ji jako świątynię tytularną rodu, w której odbywały się ich modlitwy. Również kolejni siogunowie rodu Tokugawa często odwiedzali Sensō-ji, a wiara w Kannon rozprzestrzeniła się wśród zwykłych ludzi w okresie Edo (1603–1867). W przeszłości świątynia była związana z sektą buddyzmu Tendai. Obecnie jest w gestii sekty Shō-Kannon.
Od końca XVIII wieku do XIX wieku miasto Edo rozwinęło się pod względem ludności w jedno z największych na świecie, o charakterystycznej kulturze z dzielnicą Asakusa jako jej centrum.