歷史追溯至康熙三十六(1697年)福建水汎台灣分防右哨千總陳成功,在番仔挖設有右哨練兵場時。相傳由他倡建,並從湄洲天后宮迎奉媽祖神像。廟方內留有一塊寫著「清康熙卅六年臘月」的木牌當證明。
廟宇原在海邊,因且經常發生海水暴漲倒灌,迫使普天宮先後多次遷徙,至咸豐年間再搬。1965年耗資新台幣數十萬重建完成。原位在芳中村的廟身,因村內巷道狹窄且舊寺磚瓦剝落,遂計畫在芳苑村芳漢路重建,於1991年冬動工。廟宇遷至之處為芳苑村的白馬峰,據說是因為一隻白色神馬出入而得名的小沙崙,但沙崙在二十世紀中葉遭洪水沖垮。
新廟為旅居臺灣各地的芳苑鄉親集資新台幣十億元,購地六千餘坪興建,殿高三十五公尺,一樓建坪即達一千三百八十坪,停車場廣達四千多坪,前方海邊則有四十五公頃的紅樹林。媒體視作全臺灣面積最大的媽祖廟,2000年11月14日舉行入火安座,廟址為芳苑村普天街100。