Campuchia và Nhật Bản thiết lập quan hệ ngoại giao năm 1953. Trong chuyến thăm chính thức Nhật Bản của cựu Quốc vương Campuchia Norodom Sihanouk cuối năm 1955, hai bên đã ký hiệp ước hữu nghị, cải thiện mối quan hệ song phương. Trước đó, Campuchia đã tuyên bố từ bỏ quyền đòi bồi thường chiến tranh đối với Nhật Bản sau khi đế quốc Nhật Bản bị đánh bại trong chiến tranh thế giới lần thứ hai. Thậm chí, Campuchia đã cung cấp gạo cho Nhật Bản. Nhiều nhà phân tích cho rằng, đây là một nhân tố thúc đẩy quan hệ giữa Campuchia và Nhật Bản sau này.
Lên nắm quyền vào năm 1975, chế độ diệt chủng Khmer Đỏ đã cắt đứt quan hệ ngoại giao với Nhật Bản. Năm 1979, Khmer Đỏ bị đánh bại, Chính phủ mới được thành lập ở Campuchia, nhưng mối quan hệ giữa nước này và Nhật Bản chưa được lập lại.
Sau khi Hiệp định Hòa bình Paris về Campuchia được ký kết năm 1991, Nhật Bản mở đại sứ quán tại Campuchia vào năm 1992, sau đó Campuchia cũng đã mở đại sứ quán tại Nhật Bản năm 1994.
Từ năm 1992 đến nay, Nhật Bản là nhà viện trợ hàng đầu của Campuchia với tổng nguồn vốn ODA hơn 2 tỷ USD, chủ yếu tập trung vào các dự án phát triển hạ tầng giao thông, điện, nước, y tế,, giáo dục, cải thiện nguồn nhân lực và rà phá bom mìn, nhằm giúp Campuchia tái thiết đất nước sau những năm tháng chiến tranh.
Mới đây nhất, Nhật Bản đã ký thỏa thuận cấp cho Campuchia khoản viện trợ không hoàn lại hơn 27 triệu USD để mở rộng hệ thống cung cấp nước và phát triển nguồn nhân lực.
Cuối tháng ba vừa qua, khoản viện trợ và cho vay ưu đãi có tổng trị giá 230 triệu USD đã được đại diện Nhật Bản ký kết cung cấp cho Campuchia sử dụng cho năm dự án phát triển trong các lĩnh vực y tế, điện lực và phát triển hạ tầng giao thông. Trong đó có việc nâng cấp hệ thống đèn tín hiệu giao thông và xây dựng hệ thống quản lý giao thông bằng internet tại thủ đô Phnom Penh, nâng cấp đoạn quốc lộ số 5 nối liền tỉnh Battambang và Banteay Meanchay, nâng cấp cơ sở hạ tầng xây dựng và trang thiết bị cho bệnh viện tỉnh Svay Rieng, xây dựng nhà máy thủy điện tại tỉnh Ratanakiri.
Bên cạnh việc ưu tiên giúp Campuchia phát triển kinh tế và giảm nghèo, Nhật Bản cũng dành ODA giúp Campuchia cải thiện năng lực quản lý tài chính công, cải cách hệ thống pháp lý và tư pháp, thúc đẩy bình đẳng giới. Hiện nay, theo đề nghị của Campuchia, Nhật Bản cung cấp hỗ trợ kỹ thuật và tài chính giúp Campuchia tổ chức các cuộc bầu cử công bằng và minh bạch. Nhật Bản tích cực ủng hộ việc xét xử tội ác Khmer Đỏ, giúp đem lại công lý cho các nạn nhân. Từ khi Tòa án xét xử tội ác Khmer Đỏ tại Campuchia (ECCC) được thành lập vào năm 2006 tới nay, Nhật Bản đã đóng góp cho ECCC tổng cộng hơn 80 triệu USD.
Trong bối cảnh chi phí sản xuất tại một số thị trường đầu tư truyền thống của Nhật Bản gia tăng trong những năm gần đây, nước này đã xúc tiến mở rộng đầu tư tại Campuchia.
Tính từ năm 1994 đến tháng 7-2014, tổng vốn đầu tư của Nhật Bản vào Campuchia là 822 triệu USD. Riêng từ năm 2012 đến 2014, con số này là 585,5 triệu USD, chiếm 70% tổng vốn đầu tư của Nhật Bản vào quốc gia Đông Nam Á này. Số lượng các doanh nghiệp Nhật Bản đăng ký kinh doanh tại Campuchia đã tăng vọt , từ 19 doanh nghiệp vào năm 2010, tăng lên 195 doanh nghiệp năm 2013. Tính đến cuối quý 1 năm nay, có 183 công ty Nhật Bản đang đầu tư vào Campuchia. Theo Tổ chức Xúc tiến Thương mại Nhật Bản (JETRO), Campuchia nằm trong các quốc gia hàng đầu được chọn làm điểm đến đầu tư cho các công ty Nhật Bản trong năm 2015. Nhiều công ty Nhật Bản như Minebea, Sumitomo và Ajinomoto, đã thành lập nhà máy tại các đặc khu kinh tế của Campuchia.
Việc Nhật Bản đẩy mạnh đầu tư vào Campuchia đã phần nào tạo động lực thúc đẩy quan hệ thương mại song phương tăng mạnh trong những năm gần đây. Năm 2014, kim ngạch thương mại giữa hai nước đạt gần 1 tỷ USD, tăng 29% so năm 2013. Campuchia chủ yếu xuất khẩu hàng nông sản, thủy hải sản, dệt may sang Nhật Bản, và nhập khẩu đồ gia dụng điện tử, phương tiện vận tải và máy móc xây dựng từ Nhật Bản. Nhằm thúc đẩy hơn nữa quan hệ thương mại, Nhật Bản đang đẩy mạnh đầu tư vào lĩnh vực lắp ráp hàng điện tử và môtô tại Campuchia để sản xuất hàng hóa xuất trở lại nước Nhật và sang các thị trường là đối tác quan hệ thương mại của Nhật Bản.
Thực hiện thỏa thuận nâng quan hệ song phương lên tầm “đối tác chiến lược” được ký kết tại thủ đô Tokyo trong chuyến thăm Nhật Bản của Thủ tướng Campuchia Hun Sen cách đây gần một năm rưỡi, hai nước đang nỗ lực đẩy mạnh quan hệ song phương ngày càng đi vào thực chất, thiết thực và hiệu quả.
