Theo truyền thuyết, vào đời vua Hùng Vương thứ 18, có nàng công chúa tên gọi là Minh Đạt được vua cha cắt cử trông coi vùng Trôi Thủy, tức vùng sông Chảy ngày nay, để dạy người dân khai hoang, trồng lúa dệt vải, phát triển nghề chài lưới đánh bắt cá tôm, trồng cây gây rừng.
Khi bà mất, để tưởng nhớ công lao, người dân đã lập Đền thờ Mẫu ngay trên ngọn thác tại xã Đạo Ngạn, nay là thị trấn Thác Bà, tôn bà là Thánh Mẫu. Hằng năm, Thánh Mẫu thường hiển linh tạo phúc làm cho mưa thuận gió hòa, mùa màng tốt tươi, đời sống ấm no, hạnh phúc.
Dưới thời nhà Trần, Chiêu Văn Vương Trần Nhật Duật trong một lần xuất quân đánh quân Nguyên - Mông lần thứ 2 (năm 1285), khi qua đền, ông và nghĩa quân đã vào đền kính bái và được Thánh Mẫu giúp đỡ che chở, phù hộ cho đội quân đánh tan quân xâm lược. Sau đoàn quân thắng trận trở về, Chiêu Văn Vương đã tặng đền mỹ tự “Mẫu Nghi Thiên hạ Tối linh từ”, vua Trần phong sắc Thục Diệu Minh Đạt Thần Nữ chi thần, cho phép nhân dân địa phương xây dựng, tôn tạo Đền thờ Mẫu, là nơi lưu giữ 6 đạo sắc phong qua các triều đại phong kiến Việt Nam.
Từ đó đã trở thành thông lệ, cứ đến ngày mùng 9 tháng Giêng, ngày rằm tháng 4, ngày 17/7 và rằm tháng Chạp là ngày lễ tri ân Thánh Mẫu. Trong đó, mùng 9 tháng Giêng là ngày lễ hội chính để trăm họ tụ họp, mở hội rước Mẫu, dâng lên Thánh Mẫu lễ vật để tỏ lòng tôn kính và cầu Thánh Mẫu phù hộ độ trì cho quốc thái dân an, mưa thuận gió hòa, mùa màng tốt tươi, nhà nhà no đủ.
Đền Thác Bà được tọa lạc bên hữu ngạn sông Chảy, mặt hướng ra sông theo hướng Đông Đông Bắc. Sau nhiều lần tôn tạo, phục dựng nhưng vẫn giữ được dáng vẻ cổ xưa, toát lên linh khí của đền xưa chốn cũ.
Với những giá trị lịch sử, văn hóa, khoa học đã được khẳng định của di tích, ngày 28/12/2004, UBND tỉnh Yên Bái đã quyết định xếp hạng đền Thác Bà là di tích cấp tỉnh. Trong đó, có khẳng định đền Thác Bà là một phần quan trọng của di tích lịch sử, danh thắng quốc gia hồ Thác Bà.
Ngày18/6/2021, Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch đã công nhận đền Thác Bà là Di tích quốc gia thuộc di tích lịch sử và danh lam thắng cảnh quốc gia hồ Thác Bà (tại Quyết định số 1905/QĐ-BVHTTDL).
Tại buổi lễ, thay mặt chính quyền, nhân dân địa phương, đại diện lãnh đạo UBND huyện Yên Bình cam kết sẽ tiếp tục bảo tồn, phát huy giá trị văn hoá của đền Thác Bà, góp phần xây dựng quê hương Yên Bình ngày càng phát triển toàn diện theo hướng xanh, hài hoà, bản sắc và hạnh phúc và quyết tâm xây dựng huyện đạt chuẩn nông thôn mới vào năm 2023.
Một số hình ảnh tại Lễ công bố quyết định và đón nhận Bằng xếp hạng Di tích quốc gia Đền Thác Bà, khai mạc Lễ hội Đền Thác Bà Xuân Quý Mão 2023.