عضدالدوله دیلمی، حرم امام حسین(ع) را بر ویرانه‌های بنای پیشین بازسازی کرد و در اطراف آن، رواق‌هایی منظم و هماهنگ ساخت و بر فراز قبر مطهر، گنبدی دایره‌وار برافراشت. وی در کنار حرم، مسجدی بنا کرد و خانه‌هایی برای سکونت ایجاد نمود. او همچنین صحن حائر را گسترش داد، صندوق روی قبر را با چوب ساج پوشاند و آن را با پارچه‌های دیباج و فرش‌های ابریشمی آراست. علاوه بر این، قبر مطهر را با قندیل‌های زرین روشن ساخت و موقوفات فراوانی برای حرم قرار داد (امین: ۱۴۰۳ق/۸، ۴۲۴).
او در سفری که در اواخر جمادی‌الاول سال ۳۷۱ هجری به کربلا داشت (به نقل از نویسنده فرحة الغری)، سکه‌هایی در صندوق حرم قرار داد تا میان علویان تقسیم شود؛ به‌گونه‌ای که هر یک از ۱۲۰۰ نفر علوی، ۳۲ درهم دریافت کردند. وی همچنین ده‌هزار درهم میان مردم عادی و مجاوران حرم بخشید و صد هزار رطل خرما و آرد و پانصد دست لباس میان اهالی حائر توزیع کرد و هزار درهم نیز به متولی حرم عطا نمود. این پروژه ساختمانی که در سال ۳۶۹ آغاز شده بود، پس از سه سال تلاش، در جمادی‌الاول ۳۷۱ به پایان رسید. این بنا تا سال ۴۰۷ پابرجا بود تا آنکه در ربیع‌الاول همان سال، بر اثر سقوط دو شمع بزرگ بر پرده‌ها در نیمه‌شب، آتش‌سوزی رخ داد و حرم در آتش سوخت. خواجه حمیدالدین در تاریخ خود آورده است که عضدالدوله به گنج‌هایی سرشار از طلا و نقره دست یافت و تمام آن را صرف بازسازی و آبادانی مشاهد علوی و حسینی در نجف و کربلا کرد (همان).