Постройка здания началась в 1403 году в качестве гробницы для Мохаммеда Салтана, внука Тамерлана, который скоропостижно скончался в этом году. Для себя Тамерлан построил более скромную гробницу в Шахрисабзе. Но когда он умер (или был отравлен) в 1405 году во время похода в Китай похоронить там его оказалось невозможно, так как дорога в Шахрисабз была занесена снегом. Так Тамерлан обосновался в Самарканде.

Простота постройки в очетании с роскошностью отделки повлияли в альнейшем на другие архитектурные комплексы Тимуридов. Так, под непосредственным влиянием Гур-Эмир создавался знаменитый Тадж-махал.

Гробницу Тамерлана сопровождает ряд легенд, самая знаменитая из которых гласит о том, что тревожить покой Тамерлана не нужно, иначе это грозит большой войной или несчастьями тому, кто это сделает. Это происходило два раза. Иранский правитель Надир-Шах, будучи большим поклонником Тамерлана решил увезти надгробие Тамерлана к себе. Когда это было сделано, у шаха начались такие проблемы, что он потребовал поскорее вернуть надгробие назад. По пути его случайно уронили и надгробие с тех пор расколоно надвое. Второй раз это случилось в июне 1941 года, когда археологи вскрыли гробницу Тамерлана. Всем изестно, что произошло в этом месяце этого года.