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北宋定都河南开封，由于嵩山邻近都城，其国家祭祀中心的地位与唐代相比，更显突出。宋太祖乾德元年（963年），太祖为中岳之神制作衣、冠、剑、履。中岳之神着衣戴冠，这种风习始于此时，并一直沿袭至现代。宋太祖开宝六年（973年），敕修中岳庙，诏县令兼任庙令， 县尉兼任庙承，专门负责管理祭祀事务，并全面整修庙宇。据北宋卢多逊《新修嵩岳中天王庙碑铭并序》载：“严殿宇，崇门垣，雕梁彩栋，连甍接庑，庭轩洞邃，瞻之肃然。”其后宋太宗赵光义于太平兴国八年（983年）赠五岳奉号，进封中岳之神为“中天崇圣帝”，帝后号“正明＂。北宋真宗大中祥符六年(1013年)，真宗命中使登嵩山，代祀中岳，并从御府中拨专款对庙宇予以重修：”于是乎命中使登嵩丘，造严祠，敷睿旨，涓吉日，协灵辰。梓匠授其全谟，材衡度其贞干，因乎旧制，焕以新规。”此次重修工程浩大，建造楼殿达850间，图绘功德画壁470所。规模之大前所未有，曾有“飞甍映日， 杰阁联云＂之赞，是为中岳庙的鼎盛时期。
清代对中岳庙的祭祀沿袭明制，皇帝在即位之初或遇逢国家大事，都要遣使至庙祭祀，其中以康熙、乾隆二帝对中岳祭祀最为重视。景日昣《说嵩》卷十五云：“国初，邑人王贡募建正殿、寝殿、峻极门、左右廊、四岳殿，余俱补葺。历数十年，稍稍损落矣”。此次重修记载为清顺治十年（1653年），此后顺治十三年（1656年），乾隆元年（1736年）、十五年（1750年）、二十五年（1760年）、五十一年（1786年）多次重修扩建。乾隆十五年，乾隆皇帝还亲临中岳嵩山谒庙亲祭，并撰谒庙诗。乾隆四十年（1775年）在庙内设置道会司，以掌管登封全县道教事务。乾隆五十四年（1789年）重修黄盖峰中岳行宫，经过大规模全面的整修，整个庙宇的布局制式与北京故宫相似，素有“小故宫”之称。