Theo ” Đại Nam Nhất Thống Chí” đền được xây dựng năm 1279. Vào thế kỷ thứ XIII, nhà Nguyên thôn tính nước Tống, vua và hoàng tộc phải chạy trốn ra đảo Nhai Sơn nhưng thế cùng lực kiệt nên tất cả đều nhảy xuống biển tự tận để giữ trọn khí tiết. Sau khi tuẫn tiết, thi hài của Quý phi trôi dạt trên biển đến vùng hạ lưu sông Đằng Giang thuộc vùng đất Phố Hiến, được nhân dân ở đây an táng và dựng miếu thờ. Về sau, quan thái giám họ Du đời Tống trong cơn loạn lạc đã tìm về vùng Xích Đằng – Phố Hiến cùng nhân dân tu sửa lại miếu, lập làng Hoa Dương để tưởng nhớ đến Quý Phi họ Dương.
Năm 1294, vua Trần Anh Tông thân chinh đi đánh giặc Chiêm Thành, đêm trú ở Cửa Càn, vua mộng thấy chị em Dương Quý Phi hiển linh nói sẽ phù trợ giúp vua diệt giặc. Sau khi thắng lợi trở về, nhà vua đã trích ngân khố cho tu sửa đền Cờn (Nghệ An) và đền Mẫu (Hưng Yên) thêm khang trang, đẹp đẽ. Những người đi biển đến lễ bái cầu xin thuận buồm xuôi gió đều được như ý.
Trải qua các triều đại, đền đã nhiều lần được tu sửa và được trùng tu lớn vào năm Thành Thái thứ 8 (1896), là một công trình kiến trúc thuần Việt với nhiều hạng mục đặc sắc: Nghi môn, Thiêu hương, Tiền tế, Trung từ, Hậu cung…. Toà thiêu hương gồm 3 gian được làm kiểu kiến trúc chồng diêm hai tầng tám mái, các con rường đấu kê được chạm khắc đẹp hình đao lửa, vân xoắn, các mảng chạm bong đề tài tứ linh, tứ quý khá tinh xảo và đẹp mắt, thể hiện trình độ mỹ thuật cao. Tiền tế gồm 3 gian kiến trúc kiểu chồng rường đấu sen. Các bức cốn chạm bong kênh đề tài hoa lá, hổ phù. Bốn đầu dư chạm hình đầu rồng chi tiết, tỉ mỉ công phu.
Thu hút sự chú ý của du khách là toà Hậu cung 3 gian, nơi thờ mẫu Dương Quý Phi. Bên trong có đặt khám thờ sơn son thếp vàng lộng lẫy, pho tượng mẫu nét mặt nghiêm trang, phúc hậu; bộ long sàng, long kỷ được chạm khắc rồng phượng, trang trí rất công phu, cầu kỳ, tỉ mỉ.
Ngoài ra đền còn lưu giữ được nhiều cổ vật có giá trị như: đôi lọ lục bình men rạn Bát Tràng thời Nguyễn, hai cỗ kiệu thất cống và bát cống tạo tác vào thời Hậu Lê, 15 đạo sắc phong từ triều Lê đến triều Nguyễn… cùng nhiều bức hoành phi, câu đối, đại tự ca ngợi tấm gương trung trinh và công trạng của bà Dương Quý Phi, trong đó tiêu biểu có bức châm của Tiến sĩ Chu Mạnh Trinh kính soạn năm 1896.
Đền Mẫu được nhân dân truyền tụng là một trong những ngôi đền nổi tiếng về sự linh thiêng, ước gì được đấy. Dân buôn bán thường đến đây cầu buôn may bán đắt, dân đi biển cầu thuận buồm xuôi gió, hay đến xin Mẫu ban cho con cái, sức khoẻ, tài lộc.
Du khách tới đây còn được chiêm ngưỡng cây cổ thụ độc đáo có tuổi thọ gần 800 năm ở phía trước cửa đền. Đó là ba thân cây đa – sanh – si cổ thụ quyện vào làm một, thân, rễ quấn quýt thành thế kiềng ba chân vững chắc, cành lá vươn cao, xum xuê, tỏa bóng che toàn bộ ngôi đền, tạo cho ngôi đền vẻ đẹp cổ kính và linh thiêng.
Đặc biệt, cứ đến ngày mồng 10 – 15 tháng Ba âm lịch, lễ hội đền Mẫu được diễn ra, trở thành một lễ hội lớn của khu vực Phố Hiến. Lễ hội đã thu hút đông đảo du khách tham gia với các nghi thức như: rước kiệu, múa rồng, múa lân, rước nước được long trọng diễu qua nhiều đường phố tạo nên một không khí tưng bừng náo nhiệt, cùng nhiều trò chơi dân gian như chọi gà, cờ tướng, cờ người, đua thuyền,… mang đậm bản sắc văn hóa dân tộc.
Đền Mẫu là biểu tượng cao đẹp về truyền thống trọng nhân nghĩa của người dân Phố Hiến – Hưng Yên, cũng là thể hiện tình đoàn kết hữu nghị của nhân dân hai nước Việt – Trung.
TTXTDL