Đền Trấn Vũ được xây dựng trên thế đất Quy Xà hội tụ và nhìn về hướng Bắc. Trên đồng có gò đất nổi lên được coi là hình Rùa. Sau đền và chùa là đê sông Hồng, được coi là hình Rắn (hay Rồng). Cũng rất dễ hiểu, bởi theo sự tích thì Thần Trấn Vũ đã thu phục được yêu Rắn và yêu Rùa, vì thế, hình tượng Trấn Vũ có kèm hình Rắn quấn trên thanh kiếm Thất Tinh chống trên lưng Rùa. Bia đá tại đền cho biết: “Ngày hóa, Diệu Lạc Thiên Tôn hóa phép, khiến Huyền Nguyên ngủ thiếp, Diệu Lạc liền moi hết ruột gan Huyền Nguyên, đem chôn ở núi Vũ Đương”. Theo các nhà nghiên cứu thì Ngài đã chứng quả tu “Tâm không”, tâm không còn vướng bụi trần – vô ưu (không ưu phiền). Do vậy, khi moi hết ruột gan là đã bỏ được tâm trần. Theo một số nhà nghiên cứu khác thì Rắn và Rùa thuộc loài vẩy ráp, chủ về nguồn nước, lạnh, tà, âm. Trấn Vũ diệt yêu Rắn, yêu Rùa được coi là biểu tượng Thần chống lụt. Theo quan niệm Đạo giáo, thần Huyền Thiên Trấn Vũ có nhiệm vụ trấn giữ phương Bắc. Người xưa cho rằng trấn phía Đông có Thần Thanh Long, biểu tượng cho mùa Xuân, trấn phía Nam có Thần Chu Tước, biểu tượng cho mùa Hạ, trấn phía Tây có Thần Bạch Hổ, biểu tượng cho mùa Thu và trấn phía Bắc là Thần Huyền Thiên, biểu tượng cho mùa Đông.
Thần Huyền Thiên Trấn Vũ được thờ ở nhiều nơi, trên địa bàn Hà Nội có Trấn Vũ quán ở Quán Thánh, Ba Đình, Huyền Thiên Đại Quán ở Thụy Lâm, Đông Anh và Huyền Thiên Cổ quán ở phường Đồng Xuân…
Sự tích về Huyền Thiên Trấn Vũ có nhiều dị bản khác nhau. Có truyền thuyết cho rằng: “Vào thời Tùy Khai Hoàng (617), sau khi tu luyện đắc đạo ở núi Vũ Đương, Huyền Thiên Thượng Đế thường đi du ngoạn khắp nơi để thưởng thức cảnh đẹp thiên nhiên. Rất nhiều lần ngài xuất hiện ở trần gian để tiễu trừ yêu ma cứu giúp dân lành. Ngài đến hồ Linh Động ở bên sông Nhĩ, hương Long Đỗ để diệt trừ yêu quái. Sau đó, ngài tiếp tục ngồi trên gò Kim Quy. Về sau, nhân dân ở vùng này tưởng nhớ đến công ơn của Thần nên xây dựng quán để phụng thờ..”. Thời Đường, do kiêng chữ Huyền đổi là Chân, thời Tống kiêng chữ Chân đổi là Trấn, do vậy Thần còn có tên là Huyền Vũ Đế, Chân Vũ Đế hay Trấn Vũ Đế.
Theo dân gian kể lại rằng, vua Lê Thánh Tông đi chinh phạt phương Nam có đóng quân tại Cự Linh, đức vua được Thánh Tổ ứng mộng. Ngài bèn cho lập đền thờ, tượng và bài vị bằng gỗ ghi chữ vàng “Hiển linh Trấn Vũ quán” có tự lúc ấy. Như vậy, đền Trấn Vũ được khởi dựng dưới thời vua Lê Thánh Tông (1460-1496).
Hiện nay, đền Trấn Vũ còn lưu giữ 1 tấm bia mang phong cách nghệ thuật thời Lê (thế kỷ XVII), văn bia đã mờ, chỉ còn thấy dòng chữ trên trán bia ghi: “Cự Linh tự Trấn Vũ quán trùng tu bi ký” (Bia ghi trùng tu chùa Cự Linh và quán Trấn Vũ). Như vậy, vào khoảng thế kỷ XVIII, đền Trấn Vũ đã được tu sửa.
Trên tổng thể các hạng mục công trình kiến trúc hiện nay thì ngôi đền Trấn Vũ được tu sửa và xây dựng lại hoàn toàn vào thời Nguyễn.
Pho tượng đức Huyền Thiên Trấn Vũ là một trong 2 pho tượng cổ bằng đồng lớn nhất hiện còn. Cùng với tượng Trấn Vũ ở đền Quán Thánh (Ba Đình), tượng Trấn Vũ ở Thạch Bàn là biểu hiện rực rỡ của nghệ thuật tạo tượng lớn và kỹ thuật siêu việt trong nghề đúc đồng cổ truyền. Đây là pho tượng đúc liền khối bằng đồng thau, mặt ngoài có sơn thếp. Tượng cao 3,8m, chu vi 8m, nặng 4 tấn. Tượng ở tư thế ngồi buông chân trên bệ, lưng thẳng, đầu để trần, mặc áo Long bào đen có đai và 2 bàn chân không giày, tay để trước ngực, xòa ngón trỏ ở trong thế ấn quyết, gươm Thất Tinh trong tay phải, mũi gươm chống trên lưng Rùa, mắt nhìn thẳng đầy nhãn lực.
Ngoài ra, tại Thượng Cung còn có tượng 12 nguyên soái. Đó là các thiên tướng theo Ngài đi trừ yêu quái, nay còn 10 pho, có 2 pho là nữ Thần, xếp thành 2 dãy sát tường chầu vào giữa. Các pho tượng được tạo bằng đất. Mỗi pho có vẻ mặt khác nhau như mặt ngựa, mặt chim, nhìn chung có nét hung dữ, kỳ quái như một đầu có nhiều mặt. Ngoài cùng là 2 pho tượng đá cùng phong cách 2 pho tượng đá ở tòa Trung đường.
Hiện nay, đền Trấn Vũ còn thờ ghép cả Thánh Linh Lang Đại vương, do ngôi đình của làng bị đổ. Ngoài ra, đền còn lưu giữ được 4 bia đá cổ ghi sự tích, trùng tu đền Trấn Vũ; 1 bộ ván in của Đạo giáo, hệ thống hoành phi, câu đối tả cảnh đẹp của đền, ca ngợi công đức của Thánh Trấn Vũ, ngai, bài vị và kiếm lệnh có phong cách nghệ thuật thế kỷ XVIII.
Tại đền Trấn Vũ, hàng năm, vào ngày 3/3 Âm lịch, dân làng lại tổ chức lễ hội gắn với ngày sinh của Ngài, ngày 9/9 là ngày hóa của Ngài. Ngoài nghi thức thì lễ hội đền Trấn Vũ có một trò chơi dân gian rất độc đáo, đó là trò kéo co luồn dây qua lỗ cột (kéo co ngồi). Đây là trò chơi hiếm thấy ở nơi khác. Trò góp phần hào hứng không nhỏ vào lễ hội.
Xưa kia, trò kéo co ngồi được tổ chức như sau: các giáp cử ra tráng đinh có phẩm hạnh, gọi là trai kéo co, chia làm 2 phe. Một phe gọi là mạn đường, phe kia gọi là mạn chợ. Trai kéo co đóng khố điều, chít khăn điều. Mỗi phe có một vị điều khiển gọi là Tổng cờ. Tổng cờ mặc áo đỏ, đội khăn đỏ. Làng cư vị Tiên chỉ cầm trịch, dùng trống khẩu lệnh làm hiệu, Tiên chỉ mặc áo thụng xanh, đội mũ tế. Sau khi tề tựu ở đình, 2 phe đi theo 2 con đường riêng, vòng qua thôn, lên đền trình Thánh. Ở sân đền, 2 phe xếp thành 2 hàng dọc, 2 Tổng cờ đứng trước. Sau khi lễ Thánh xong, 2 phe về đình và bắt đầu tiến hành kéo co. Vật để kéo là một dây song to, nhẵn, dài 30m. Cột mốc là một cột trụ, thường là gỗ lim, cỡ cột đình. Thân cột đục một lỗ tròn đề luồn dây song. Cột chôn chắc dưới đất, lỗ luồn dây ở ngang đầu gối người lớn. Trước khi kéo, dây song được nêm chặt ở lỗ cột. Trai kéo co ngồi chân co chân duỗi. Trong đội hình từng phe, lần lượt ngồi xen kẽ, người quay mặt bên này, người bên kia của dây. Mỗi người một tay duỗi thẳng, tay kia co trước ngực, dây được kẹp chặt dưới nách của tay co. Sau khi có hiệu lệnh bằng 3 hồi trống khẩu, nêm được tháo ra. Hai Tổng cờ phất cờ hô “í a, kéo”. Tổng cờ chạy lên chạy xuống, quệt lá cờ lệnh vào mặt các trai kéo của phe mình. Nếu phe mạn đường thắng (mạn gốc) thì được xem là năm đó làng được phúc to.
Đền Trấn Vũ đã được Nhà nước xếp hạng là di tích lịch sử văn hóa. Ngày 21/4/2015, kéo co ngồi đã được Bộ Văn hoá, Thể thao và Du lịch trao bằng công nhận Di sản Văn hóa phi vật thể quốc gia.