อาณาจักรเขมร มีศูนย์กลางอยู่ที่เมืองศรีสุนทร หรือ ศรีสอช่อ (Srei Sonthor) ตั้งแต่พ.ศ. 2136 ถึง พ.ศ. 2161 เป็นราชธานีในระยะเวลาสั้น เสมือนเป็นช่วงส่งทอดระหว่างความวุ่นวายหลังการเสียกรุงละแวก กับการตั้งหลักปักฐานใหม่ของอาณาจักรเขมรที่กรุงอุดงฦาไชย
สมเด็จพระนเรศวรมหาราชทรงกรีฑาทัพบุกเข้าตีเมืองกัมพูชาในพ.ศ. 2136 สมเด็จพระบรมราชาฯพระสัตถาพร้อมพระราชโอรสสองพระองค์ สมเด็จพระไชยเชษฐาธิราช และสมเด็จพระบรมราชาฯ เสด็จหนีไปยังเมืองศรีสุนทร และต่อมาในพ.ศ. 2137 สามกษัตริย์ได้พากันเสด็จหนีไปเมืองสเต็งตรึงของล้านช้าง สมเด็จพระสัตถาและสมเด็จพระไชยเชษฐาฯประชวรสวรรคต เหลือเพียงสมเด็จพระบรมราชาฯประทับอยู่ที่เมืองสเต็งตรึง ทางฝ่ายเมืองเขมรก็มีขุนนางระดับสูงรวมทั้งเป็นเชื้อพระวงศ์ห่างๆ พระนามว่าสมเด็จพระรามาธิบดี ครองเมืองเชิงไพร จึงเรียกว่าสมเด็จพระรามฯเชิงไพร ได้ตั้งตนเป็นผู้นำเขมรมีฐานที่มั่นที่เมืองศรีสุนทร ยกทัพเข้าขับไล่ทัพสยามของพระมหามนตรีที่ประจำการอยู่ที่เมืองสระบุรี คอยควบคุมสถานการณ์ในเขมร แต่ก็ถูกสมเด็จพระรามฯเชิงไพรขับออกไปในพ.ศ. 2138 สมเด็จพระรามฯเชิงไพรจีงเป็นเอกกษัตริย์แห่งแดนแคว้นกัมพูชา
บังเอิญฝรั่งสองนายที่สมเด็จพระบรมราชาฯพระสัตถาทรงชุบเลี้ยงไว้เป็นพระโอรสบุญธรรม คือ นายบลาสรุยซ์และนายเบลูซู ที่ได้หลบหนีกลับประเทศไปคราวเสียกรุงละแวก ได้เดินทางกลับมาหมายจะเฝ้าสมเด็จพระสัตถาฯ ปรากฏว่าพระองค์ประชวรสวรรคตไปเสียแล้ว ฝรั่งสองนายนั้นเสียใจมากและตั้งใจว่าจะทวงราชบัลลังก์มาคืนให้กับสมเด็จพระบรมราชาฯ พระโอรสของพระสัตถาที่ยังมีพระชนม์ชีพอยู่ นายบลาสรุยซ์และนายเบลูซูจึงนำทัพสเปน เดินทางมาที่เมืองศรีสุนทรเพื่อเฝ้าสมเด็จพระรามฯเชิงไพร แต่สมเด็จพระรามฯเชิงไพรทรงไม่ไว้วางพระทัยสองฝรั่งจึงวางแผนหมายจะสังหาร แต่ฝรั่งทั้งสองไหวตัวทันและชิงปลงพระชนม์สมเด็จพระรามฯเชิงไพรเสียก่อนในพ.ศ. 2139
นายบลาสรุยซ์และนายเบลูซูจึงอัญเชิญสมเด็จพระบรมราชาฯเสด็จนิวัติกรุงศรีสุนทร ขึ้นครองราชสมบัติอีกครั้ง สมเด็จพระบรมราชาฯทรงปูนบำเน็จนายบลาสรุยซ์และนายเบลูซูรวมทั้งทหารสเปนเป็นอันมาก แต่บรรดาหัวเมืองต่างๆเจ้าปกครองท้องถิ่นยังไม่ยอมรับอำนาจของพระองค์ จึงต้องทรงไปปราบตามที่ต่างๆ ในพ.ศ. 2152 พวกแขกจามและแขกมลายูก่อกบฏที่เมืองตปุงขมุม นำโดยแขกจามชื่อโปลัดและแขกมลายูชื่อลักษมณา สมเด็จพระบรมราชาฯทรงนำทัพสเปนเข้าปราบปรามแต่ทรงถูกลอบปลงพระชนม์และทหารสเปนถูกพวกแขกสังหารไปเป็นจำนวนมาก นายบลาสรุยซ์และนายเบลูซูก็หนีกลับประเทศ
เมื่ออาณาจักรเขมรขาดผู้นำ สมเด็จพระเทวีกษัตริย์ พระราชมาตุจฉาของสมเด็จพระสัตถา (พระธิดาในสมเด็จพระบรมราชาที่ 3) ได้ทรงเข้าดูแลจัดการเรื่องราชกิจต่างๆ และให้พระอนุชาต่างพระราชมารดาของสมเด็จพระสัตถา คือ เจ้าพระยาอน ขึ้นครองราชสมบัติเป็นสมเด็จพระบรมราชาฯที่ 7 แต่ในพ.ศ. 2153 สมเด็จพระบรมราชาฯทรงใคร่ปรารถนาจะได้ภรรยาของขุนนางผู้หนึ่งชื่อพระสเถร์มาเป็นพระชายา ทั้งนางภรรยาและตัวพระสเถร์เองไม่ยอม สมเด็จพระบรมราชาฯกริ้วมีรับสั่งให้จับนางภรรยานั้นมาขังไว้ ส่วนพระสเถร์เกรงพระราชอาญาจึงหลบหนีไปแต่ด้วยความโกรธแค้นจึงหวนกลับมาปลงพระชนม์สมเด็จพระบรมราชาฯเสีย
สิ้นกษัตริย์เขมรไปอีกองค์สมเด็จพระเทวีกษัตริย์ทรงให้เจ้าพระยาโญม พระโอรสของสมเด็จพระสัตถาฯกับพระสนม เข้าปกครองแผ่นดินสถาปนาเป็นสมเด็จพระแก้วฟ้า แต่ไม่ได้ประกอบพิธีราชาภิเษกให้ ปรากฏว่าสมเด็จพระแก้วฟ้าทรงประพฤติเสเพลไม่สนใจราชกิจ เอาแต่เที่ยวป่าล่าสัตว์ สมเด็จพระเทวีกษัตริย์เกรงว่าอาณาจักรเขมรจะสูญสิ้นเพราะขาดกษัตริย์ที่ทรงพระปรีชา จึงมีพระราชสาสน์ถึงสมด็จพระนเรศวรฯเมื่อพ.ศ. 2154 ขอองค์พระศรีสุพรรณมาธิราช พระอนุชาของสมเด็จพระสัตถาฯที่ถูกจับองค์กลับไปกรุงศรีอยุธยาคราวเสียกรุงละแวกนั้น กลับมาครองราชสมบัติเขมร
สมเด็จพระนเรศวรฯจึงโปรดฯให้พระศรีสุริโยพรรณนั่งเรือสำเภาใหญ่กลับมาเมืองเขมร พระศรีสุริโยพรรณขึ้นครองราชสมบัติเป็น สมเด็จพระบรมราชาฯที่ 8 พระเทวีกษัตริย์สิ้นพระชนม์ในปีเดียวกัน เมื่อสมเด็จพระบรมราชาฯพระศรีสุริโยพรรณขึ้นครองเมืองเขมร ก็ทรงพบว่าเขมรนั้นอยู่ในสภาพที่แตกแยก บรรดาเจ้าหัวเมืองต่างพากันตั้งตนเป็นอิสระไปเคารพยำเกรงพระราชอำนาจ จึงทรงต้องทำสงครามปราบปรามขุนนางท้องถื่นเหล่านั้นเพื่อรวมอาณาจักรอีกครั้ง โดยมีพระราชสาสน์ถึงสมเด็จพระเอกาทศรถ ขอองค์พระศรีไชยเชษฐา พระโอรสที่ยังอยู่ที่กรุงศรีฯ กลับมาเป็นพระมหาอุปราชเพื่อช่วยพระองค์ในการปราบกบฏ สมเด็จพระบรมราชาฯพระศรีสุริโยพรรณ ทรงทำสงครามปราบปรามเจ้าเมืองต่างๆตลอดรัชกาล จนพ.ศ. 2161 พระองค์ก็สละราชสมบัติให้พระมหาอุปราช ขึ้นครองราชสมบัติเป็นสมเด็จพระไชยเชษฐาธิราชฯ และย้ายราชธานีไปที่กรุงอุดงฦาไชย สมเด็จพระบรมราชาฯสวรรคตในปีต่อมา พ.ศ. 2162
5. พระบาทสมเด็จเสด็จพระบรมราชาธิราชรามาธิบดี หรือ สมเด็จพระบรมราชาฯที่ 8 หรือ พระศรีสุริโยพรรณ พ.ศ. 2154 – พ.ศ. 2161 (18 ปี) สละราชสมบัติให้แก่พระโอรส สวรรคตพ.ศ. 2162
