La cultura más antigua en Pachacámac corresponde a la Lima (200 a.C. a 600 d.C.) y es cuando se edificó las grandes pirámides, y los canales de irrigación. Su principal fuente de alimentación fueron el cultivo y la pesca. Dejaron importantes restos de su arte en telas y vasijas de cerámica. Las edificaciones correspondientes a esta época son las pirámides llamadas Templo Viejo, Urpiwachac (nombre de la esposa de Pachacámac según la mitología andina), y otros edificios pequeños, como una antigua construcción hecha con pequeños adobes moldeados a mano técnica que distingue a la Cultura Lima. Hacia el año 600, los Wari, originarios de Ayacucho (sierra sur del Perú), integran a su cultura a muchos pueblos de los andes, entre ellos a los Lima. En esta época Pachacámac adquiere una gran importancia, vistos los numerosos entierros de ilustres personajes Wari.
Las pirámides se organizan a lo largo de dos largas calles y se presume que la presencia de tantas construcciones se debe a que a la muerte del Curaca (gobernante) lo enterraban en ella y el edificio era clausurado, teniendo su sucesor que construir su propio mausoleo.
A partir del año 750 es cuando se construye nuevas pirámides, entre ellas una llamada Templo de Pachacámac. En 1938 Alberto Giesecke encuentra entre escombros, delante de éste templo la única imagen conocida de Pachacámac, llamada el "Idolo de Pachacámac", pues su apariencia coincide con la descripción que dejaron escrita los españoles que lo vieron por primera vez en 1533.
El Incanato produjo cambios notables, además del templo dedicado a Pachacámac, se edificó otro dedicado al Sol, una gran plaza (Plaza de los Peregrinos), un Acllawasi, donde las mujeres escogidas se dedicaban al hilado y tejido para el Inca, y un palacio para el gobernador Inca de la ciudad ( el último fue uno de nombre Tauri Chumbi).
En enero de 1533 los conquistadores españoles comandados por Hernando Pizarro, llegaron a Pachacámac. Pidieron ver de inmediato al oráculo. Los sacerdotes de Pachacámac les explicaron que nadie podía verlo, que el único modo de comunicarse con él era a través de ellos. Hernando Pizarro insistió y amenazó con la fuerza. Los curacas se molestaron, pero visto los acontecimientos lo dejaron entrar. Los españoles también estaban muy molestos, pues el oro y la plata pedidos por el Inca Atahualpa para pagar el rescate ofrecido a su raptor Francisco Pizarro, les parecieron insuficientes. Al no conseguir mayor cantidad del preciado metal, Hernando Pizarro y sus soldados atacaron el templo quemándolo por completo.
Hoy en día Pachacámac es uno de los principales atractivos turísticos de Lima y un importante centro de estudios e investigaciones y cuenta con un Museo de Sitio donde se pueden ver todas las evidencias que se han rescatado del santuario.