پس از آن تا به امروز در آرامگاه حسین بن علی تعمیرات و تزیینات زیادی صورت گرفته‌است. پس از سقوط ایلخانیان، در دولت جلایریان (ایلکانیان) و به دست آنها تعمیراتی آغاز شد که تا سال ۷۸۶ قمری آنرا ادامه دادند و ایوان طلا را بنا نمودند. پادشاهان صفویه ضمن انجام تعمیرات و نصب تزئینات متعدد از جمله صندوق و ضریح فولادی، آرامگاه را نیز توسعه دادند. بعضی تعمیرات و ساخت یک کاروانسرا در کنار حرم توسط عثمانی‌ها نیز تا سال ۱۱۲۹ ادامه یافت. سپس نادر شاه در سال ۱۱۳۵ قمری نیز دست به تعمیراتی وسیع و نصب تزئیناتی در حرم زد.
در دوره قاجار، روابطی بهتر از صفویه با عثمانیان داشتند. آغا محمد خان قاجار، نخستین شاه این دودمان، در سال ۱۲۰۵ دستور نوسازی گنبد و تذهیب و تزیین آن را با پوشش طلا صادر کرد. در ۱۸ ذیحجه سال ۱۲۱۶ قمری سعود بن عبدالعزیز وهابی در رأس لشکری بزرگ به کربلا حمله کرد و کشتار بی‌رحمانه‌ای به راه انداخت و آرامگاه حسینی را ویران و اموال آن را غارت کرده، تمام قندیل‌های طلا و نقرهٔ صفویه و فرش‌های گران‌قیمت را به تاراج برد.
پس از آن فتحعلی شاه قاجار دستور تعمیر خرابی‌های وهابیان داد و ضریح تازه‌ای در سال ۱۲۱۸ قمری برای حرم نصب گردید. همسر فتحعلی شاه ایوان مقابل قبر و مناره‌های حرم حسینی را طلاکاری کرد. گنبد و صحن در دوره محمد شاه تجدید بنا شد. در سال ۱۲۷۳ قمری ناصرالدین شاه تعمیراتی در حرم انجام داد و برای سومین بار در دوره قاجاریه گنبد آستانه تجدید طلاکاری شد. تعمیرات حرم در دوره قاجار همچنان ادامه داشت.
در تمام نقاط حرم حسینی –بسان دیگر مراکز زیارتی عراق– نام سلاطین صفوی، قاجار، امیران این دو سلسله بر روی کتیبه‌ها دیده می‌شد که همگی آنها در دوره صدام نابود گردید، تا آثار ایرانی در عتبات به طور کامل محو شود. امروزه این نام‌ها تنها در کتاب‌ها، برخی تصاویر و به‌احتمال اسنادی که در آرشیوهای عثمانی برجای مانده، قابل رؤیت است.
به نظر می‌رسد از آخرین تعمیرات اساسی حرم، تعمیر ایوان طلا و نصب ستون‌های مرمر بجای ستون‌های چوبی برای آن بوسیله یکی از تجار و معدن‌داران ایرانی (حاج قنبر رحیمی) در سال ۱۳۸۹ قمری (۱۳۴۸ خورشیدی) می‌باشد.
