Ngài là vị Thánh cai quản vùng Ba Vì đại sơn, là một trong bốn vị thánh bất tử của Đại Việt quốc. Truyền thuyết phổ biến nhất nói về ông chính là trận chiến kinh thiên động địa, quỷ khóc thần sầu, kéo dài ngàn năm vẫn còn với Thủy Tinh. Câu chuyện về Ngài dựa trên tinh thần của người dân vùng Hồng Hà năm xưa khát khao chặn đường ác thủy, chống chọi thiên tai địch họa, xây đắp cuộc sống ấm no thịnh trị. Trong tín ngưỡng thờ Mẫu Tam Phủ và Tứ Phủ, ông là một trong Tứ Vị Vua Cha, chính là thân phụ (cũng chính là nghĩa tử) của Mẫu Thượng Ngàn.
Cuốn ngọc phả ở đền Lăng Sương ghi lại có ông Nguyễn Cao Hành và bà Đinh Thị Đen vốn là người sống nhân từ nhưng lại hiếm muộn con cái. Trong một lần mẫu Đen ra giếng gánh nước thì thấy ẩn hiện con kim long dưới giếng, bà gánh nước ấy về tắm thì cấn động bào thai, sau mười bốn tháng hạ sinh hài nhi khôi ngô đặt tên là Nguyễn Tuấn. Năm chàng sáu tuổi thân phụ qua đời, hai mẹ con chuyển về xóm Cốc gần núi Tản Viên tìm kế sinh nhai. Tại đây chàng được Ma Thị Cao Sơn Thần Nữ nhận làm nghĩa tử, sau đó ba năm, chàng và thân mẫu quay về động Lăng Sương.
Năm mười hai tuổi, mỗi ngày Nguyễn Tuấn đều vượt Đà giang đến Tản sơn đốn củi về giúp mẹ, chàng nhìn thấy sự lạ kỳ rằng các cây chàng đốn sau đó đều rất nhanh mọc lại như cũ. Nguyễn Tuấn tìm hiểu và nhờ đó gặp được Tử Vi thần tướng, ông tặng cho chàng cây gậy có hai đầu Sinh Tử. Lúc trở về chàng gặp con vua Thủy Tề gặp nguy vong mạng, chàng đã dùng gậy thần hồi sinh. Thái tử muốn đền ơn cứu mạng đã rẽ nước đưa chàng xuống long cung, tại đây vua Thủy Tề ngỏ ý ban tặng muôn loại châu báu để đền ơn nhưng Nguyễn Tuấn từ chối và chỉ xin Cuốn sách Ước. Vua từ chối không cho vì đây là bảo vật quý giá của điện rồng, tuy vậy Thái tử vì muốn báo đáp ân nhân đã lén đánh cắp tặng cho Nguyễn Tuấn. Sau đó vua Thủy Tề dâng cuộn sóng triều đòi lại báu vật nhưng vì đã nắm trong tay cuốn sách, chàng đẩy lùi thủy quân. Về sau Nguyễn Tuấn lấy được nương tử là công chúa Ngọc Hoa, chính thức trở thành con rể Hùng Vương. Sau này ông nhường ngôi cho Thục Phán và nước Âu Lạc ra đời. Với công lao đẩy lùi thủy hạn, an dân hộ quốc, muôn dân địa đã lập đàn thờ và tôn Ngài thành Tản Viên Sơn Thánh.
Tích xưa chính truyện ghi lại về trận chiến của Sơn Tinh và Thủy Tinh có chút khác biệt:
Vua Hùng thứ mười tám sinh được hai mươi người con trai và sáu nàng con gái lần lượt qua đời, chỉ còn lại Tiên Dung công chúa và Ngọc Hoa công chúa. Tiên Dung đã lấy Chử Đồng Tử còn Ngọc Hoa chưa lấy ai. Ngọc Hoa da ngà mặt ngọc, dung mạo uy nghiêm, được vua cha rất yêu quí. Vua Hùng lập lầu kén rể, Sơn Tinh và Thủy Tinh nghe tin, cùng tìm đến thi tài. Sơn Tinh, Thủy Tinh đều có tài nghệ hơn người, hình dung tuấn tú. Trước lầu cao có vua Hùng và Ngọc Hoa ngự, Thủy Tinh thi trước, ra oai gọi gió, hô mưa, chợt thấy mưa rơi sầm sập, sấm nổ vang ầm ĩ, trời đất tối tăm, bốn bề nước réo, cây nghiêng núi ngả, muôn loài đều khiếp sợ, người và muông thú vội tìm chỗ trú ẩn cho kín, ai nấy nín hơi ngậm miệng không dám ló ra. Đến lượt Sơn Tinh, chàng giơ cao chiếc gậy thần, lập tức sét câm, mưa trốn, trời trong mây sáng, cây cỏ lại xanh tươi, chim hót hoa cười, rõ ra cảnh tượng mùa xuân hòa vui ấm áp. Vua Hùng thấy cả hai chàng trai đều có tài lạ, không biết gả Ngọc Hoa cho ai, trong dạ phân vân, mới thách đồ dẫn cưới phải có “voi chín ngà, gà chín cựa, ngựa chín hồng mao” và hẹn rằng ngày mai ai đem đồ lễ tới trước thì sẽ được đón công chúa về làm vợ. Cả hai chàng Sơn Tinh và Thủy Tinh vái tạ nhà vua, vội vã ra về lo sửa soạn đồ sính lễ.
Sơn Tinh, nhờ có cuốn sách ước vua Thủy Tề tặng, nên tuy ở ngay tại thành Phong Châu, nhưng chỉ việc mở sách ước ra là có đủ các vật quý báy của núi rừng sông bể, đủ cả “voi chín ngà, gà chín cựa, ngựa chín hồng mao” như vua Hùng đã thách. Trời chưa sáng, Sơn Tinh sợ trùng trình Thủy Tinh kéo đến, mới giả tiếng gà gáy. Tức thì, gà khắp vùng gáy theo inh ỏi. Cửa thành mở rộng. Sơn Tinh vào chầu vua Hùng, tiến dâng lễ vật và được vua Hùng cho đón Ngọc Hoa về nhà trai. Đám rước dâu vừa tới làng Trẹo thì gặp Thủy Tinh đang đốc thúc quân gia khiêng các lễ vật tới. Thấy Sơn Tinh đã đón Ngọc Hoa, Thủy Tinh nổi giận đùng đùng, vứt tung lễ vật rơi vãi khắp nơi, rồi thét quân xông tới cướp Ngọc Hoa. Hai bên giao chiến một trận dữ dội.
Lúc đó trời đất bỗng tối sầm, chỉ thấy ánh chớp sáng lòe, tiếng sét đánh inh tai, tiếng hò reo vang dội một vùng rộng lớn. Trong đám loạn quân, Ngọc Hoa bị lạc, không thấy Sơn Tinh đâu, mới cất tiếng hú gọi chồng. Trong lúc đang ra sức chống đỡ Thủy Tinh, nghe tiếng hú của vợ, Sơn Tinh vội đi tìm Ngọc Hoa. Tới chiều tối mới mở được đường máu, đưa Ngọc Hoa về núi Tản. Không cam tâm để mất Ngọc Hoa, Thủy Tinh liền nổi sóng dữ thét quân đuổi theo. Sơn Tinh đưa vợ lên tít ngọn núi Tản. Bấy giờ sóng vỗ nghiêng trời, nước dâng ngập đất, các loài thủy tộc múa may nhảy nhót theo nước dâng tiến lên. Nước vỗ đồng bãi tràn rừng quật núi, sông nước réo lên ầm ầm, mưa đổ như trút, chớp lòe sấm động, đất như nghiêng, trời như đổ, bốn bề nước đục mênh mông. Sơn Tinh ra sức chống cự, cùng với nhân dân và các bộ hạ đắp đất, lao gỗ để chặn nước. Nước dâng tới đâu, Sơn Tinh lại hóa phép dâng đất lên cao hơn.
Thủy Tinh thấy đánh mãi không được, nổi giận mở một con đường nước xoáy thẳng vào chân núi Tản. Sơn Tinh vội gánh đá đổ thành một hòn núi lớn phía trước núi Tản chặn đứng mũi nước xoáy của Thủy Tinh. Nước ở thượng nguồn lại sầm sập lao về, Sơn Tinh thả lưới sắt, giăng chông đá ngang sông để đánh bắt quân Thủy Tinh. Hai em của Sơn Tinh là Nguyễn Hiển và Nguyễn Sùng là tả hữu lâm thần hai bên bờ sông Đà hô ném các loại cây đắng có chất độc như cây mền dẻ, cây thàn mát xuống nước. Quân Thủy Tinh bị trúng độc, xác nổi đặc mặt sông, Thủy Tinh thua to, vội vã rút quân về. Từ đấy, cứ hàng năm, vào tháng sáu, tháng bẩy âm lịch, nước lại dâng to ở các sông gây lụt lũ. Nhân dân nói đó là Thủy Tinh nhớ mối thù cũ, dâng nước đánh Sơn Tinh.
Truyền thuyết khác về Tản Viên Sơn Thánh có nhiều dị bản, trong đó có một số dị bản sau: Động Lăng Sương có hai anh em Nguyễn Cao Hành và Nguyễn Cao Ban, tuổi đã cao mà chưa có con. Người anh là Nguyễn Cao Hành có nuôi một người cháu ruột của vợ mình tên là Đinh Thị Điên và ăn nằm với người cháu này. Đinh Thị Điên có mang, đẻ được một người con trai, đặt tên là Tuấn – Nguyễn Tuấn. Vợ chồng người em Nguyễn Cao Ban cũng sinh được hai người con trai, đặt tên là Hiển – Nguyễn Hiển và Sùng – Nguyễn Sùng. Trong thời gian mang thai những khi Đinh Thị Điên đi làm đồng thường vẫn có mây lớn che đầu. Một hôm bà đang cấy lúa, chợt thấy trong người cảm động, biết là sắp sinh nở, bỏ các cây mạ, tìm giếng rửa chân tay. Rửa xong, về tới nhà thì đẻ.
Từ lúc cấy cho tới lúc đẻ vẫn có mây lành che đầu. Hiển và Sùng mười hai tuổi thì cả cha lẫn mẹ mất. Người cậu ruột đưa cả hai anh em sang chân núi Tản ở với người đàn bà hủi họ Bùi, có họ mà không có tên. Vào năm Nguyễn Tuấn lên 6 tuổi, thì bố mất, mẹ yếu. Tuấn sang ở với bà họ Bùi. Ba năm sau, Nguyễn Tuấn quay về ở với mẹ, đổi tên là Tùng – Nguyễn Tùng. Một hôm Nguyễn Tùng nghĩ bụng hai mẹ con ở hai nơi khó chăm sóc, mới đưa mẹ đẻ sang núi Tản cùng ở với mẹ nuôi họ Bùi kia. Từ đấy, ba anh em Nguyễn Tuấn, Nguyễn Hiển và Nguyễn Sùng cùng ở với hai mẹ, sum họp một nhà ở chân núi Tản. Một năm sau, bà Đinh Thị Điên qua đời.
Tích khác lại kể rằng Hùng Duệ Vương tuổi già mà không có con nối dõi. Thục Phán là chủ đạo bộ Ai Lao, vốn người kiêu dũng, cho rằng vận nhà Hùng đã hết, sợ rằng ngôi vua sẽ về tay Sơn Tinh là con rể vua Hùng, mới nổi quân về đánh vua Hùng. Quân Thục chia làm năm đạo thủy bộ cùng tiến, thế mạnh như vũ bão, các đồn lũy của vua Hùng không chống cự nổi. Hùng Duệ Vương vô cùng lo sợ, truyền gọi con rể Tản Viên về triều, hỏi mưu kế, rồi trao quyền đánh dẹp quân Thục cho Tản Viên. Tản Viên Sơn Thánh và hai em là tả hữu lâm thần Nguyễn Hiển, Nguyễn Sùng, đã chiêu mộ được , đưa hơn ba nghìn người vùng sông Đà về nhận mệnh vua, rồi tiến quân qua sông Thao, đóng trại ở các làng Cổ Tiết và Quang Húc. Tản Viên xin nhà vua ban chiếu cầu người tài giỏi ra giúp nước. Vua Hùng nghe theo người người kéo về Phong Châu, theo Tản Viên Sơn Thánh đánh Thục nhiều lần, thu được thắng lợi to.
Sách Đại Nam nhất thống chí, thời Nguyễn, ghi chép lai lịch Đền thần Tản Viên, như sau: “Thần có ba vị: một vị tên là Nguyễn Hương, một vị tên là Nguyễn Tuấn, một vị tên là Nguyễn Lang. Có thuyết nói: thần tên là Hương Lang con Lạc Long Quân. Đời Đường Nghiêu nước lớn ngập cả núi gò, Hương Lang có phép tiên, trừ được nạn lụt, sau lại đánh tan được triều đinhg đi khắp nơi xem xét danh thắng đến núi Tản Viên, dựng cung điện để ở, sau người ta lập đền thờ. Sơn thần rất thiêng, thường có hạc múa, voi quỳ, rồng chầu, hổ phục. Cao Biền nhà Đường có ý muốn yểm, nhưng không yểm được, đời Thái Ninh Đường Ý Tông ban cho tiền của để sửa lại đền, nay đền vẫn còn, các triều đều có phong tặng. Đến Thời nhà Lý sắc phong Tản Viên Sơn Thánh là “Thượng đẳng tối linh thần”.
