شهدت سنة 1943، أول أزمة دبلوماسية بين البلدين إثر إعدام السعودية لأحد الحجاج الإيرانين بعد إدانته بتهمة إلقاء القاذورات على الكعبة وغيرها من التهم الأخرى. وبعد هذا الحادث قطعت العلاقات الدبلوماسية بشكل رسمي عام 1944، لتعود بعد عامين من جديد.

توترت العلاقات بين السعودية وإيران في يوليو عام 1987 عندما لقي 402 حاجا مصرعهم ومن بينهم 275 حاجا إيرانيا، أثناء أدائهم فريضة الحج، في منى في صدامات مع الشرطة السعودية.

خرج محتجون إلى شوارع طهران واحتلوا السفارة السعودية وأشعلوا النار في السفارة الكويتية. وتوفي الدبلوماسي السعودي مساعد الغامدي في طهران متأثرا بجروح أصيب بها عندما سقط من نافذة بالسفارة واتهمت الرياض طهران بالتأخر في نقله إلى مستشفى في السعودية. وهو ما دفع الملك فهد بن عبد العزيز الى قطع العلاقات الدبلوماسية بين البلدين في أبريل نيسان عام 1988.

اعيدت العلاقات بين البلدين عام 1991 بعد لقاء بين الملك عبد الله بن عبدالعزيزآل سعود بالرئيس الإيراني هاشمي رافسنجاني في العاصمة السنغالية داكار في ديسمبر 1990 خلال مؤتمر القمة الإسلامي السادس، ثم فتحت سفارتيهما في الرياض وطهران في مارس 1992.

زار الرئيس الإيراني محمد خاتمي(يمين الصورة) السعودية عام 1999بعد عامين من توليه منصبه، خلفا للرئيس الأسبق هاشمي رفسنجاني. وكانت تلك أول زيارة يقوم بها رئيس إيراني للمملكة منذ قيام الثورة عام 1979. وتوج البلدان تحسن العلاقات باتفاق أمني في أبريل عام 2001.

هنأ الملك فهد الرئيس الايراني محمد خاتمي لفوزه في الانتخابات عام 2001 وقال إن هذا الفوز يمثل إقرارا لسياسته الاصلاحية. وكان خاتمي وهو من رجال الدين الشيعة قد سعى من أجل تقارب البلدين بعد فوزه الساحق الأول عام 1997 وإنهاء ما يقرب من 20 عاما من توتر العلاقات بينهما في أعقاب قيام الجمهورية الاسلامية عام 1979.

أبلغت السعودية مبعوثا إيرانيا في يناير عام 2007 أن إيران تعرض منطقة الخليج للخطر وذلك في إشارة للصراع بين للجمهورية الاسلامية والولايات المتحدة حول العراق وعلى البرنامج النووي الايراني. بعدها وتحديدا في شهر آذار/ مارس من نفس العام قام الرئيس الإيراني محمود أحمدي نجاد بزيارة للرياض لتهدئة الأوضاع بين البلدين.

منذ عام 2012 أصبحت السعودية الداعم الرئيسي لقوات المعارضة التي تقاتل للإطاحة بالرئيس السوري بشار الأسد حليف إيران. واتهمت الرياض الأسد بارتكاب "إبادة جماعية" وايران بأنها أصبحت قوة محتلة. هذا فيما اتهمت طهران الرياض بدعم الارهاب.

في 14 يوليو 2015 تم في فيينا التوقيع على الاتفاق النووي الإيراني بعد أكثر من 10 سنوات من المفاوضات. وهو ما أثار حفيظة القيادة السعودية، التي عبرت عن قلقها من هذا الاتفاق، معتبرة أن من شأنه تعزيز نفوذ إيران في المنطقة.

توترت العلاقات الإيرانية السعودية بعد حادثة تدافع منى بموسم حج عام 2015 وخاصة بعد أنباء عن سقوط عدد كبير من الإيرانيين قتلى في الحادثة ، قابله صمت شبه مطبق من السلطات السعودية. أعادت هذه الحادثة للواجهة، مطالب الإيرانيين بتسيير مشترك لمناسك الحج تحت مظلة منظمة التعاون الإسلامي .

في مارس 2015 بدأت السعودية حملة عسكرية في اليمن لمنع الحوثيين المتحالفين مع إيران من الاستيلاء على السلطة. واتهمت الرياض إيران باستخدام مسلحي الحوثيين لتنفيذ انقلاب. في حين قالت طهران إن الضربات الجوية التي تنفذها الرياض تستهدف المدنيين