Truyền thuyết kể rằng: Trước đây ở xã Song Phượng, huyện Đan Phượng (nay là xã Đan Phượng - TP Hà Nội) có một khu đất giống hình con chim nhạn, người dân nơi đây đã xây dựng đền chùa trên thế đất ấy. Từ đó làng có tên là làng Tháp Thượng, đền có tên là đền Tháp Thượng, chùa có tên là Nhạn Tháp (tên gọi chung là đền chùa Nhạn Tháp). Hiện nay, phía trước cụm di tích này còn giữ được hai cái giếng mà cổ xưa lưu truyền là mắt của con chim nhạn.
Cụm di tích đền Tháp Thượng và chùa Nhạn Tháp vốn là nơi đất cổ. Qua nghiên cứu các thư tịch, tư liệu sử học thì dọc bờ sông Đáy huyện Đan Phượng trước sắp xếp có thể là một trong những phòng tuyến của cuộc khởi nghĩa Hai Bà Trưng.
Chùa Nhạn Tháp và đền Tháp Thượng cùng quay theo hướng Tây hơi chếch Nam, nhìn ra sông Đáy (còn gọi là sông Hát và theo thư tịch Trung Quốc là sông Chu Diên).
Theo nguồn tư liệu trong dân gian thì đền chùa Nhạn Tháp được xây dựng từ khá sớm, thời nào không rõ. Trải qua nhiều biến cố của lịch sử, cũng như mưa nắng của thời gian mà đền chùa đã bị hư hại nhiều, các cấu trúc cổ xưa không còn nguyên vẹn. Để gìn giữ và lưu truyền lại di sản quý báu của người xưa để lại, dân làng thông Tháp Thượng, Song Phượng đã góp công góp của xây dựng lại ngôi đền như ngày nay.
Hiện nay đền còn lưu giữ được nhiều di vật quý như 20 đạo sắc phong, trong đó sắc sớm nhất là sắc thời Lê (1787). Hệ thống bia đá trong đó bia sớm nhất là tấm bia bầu hậu thần được làm vào ngày lành tháng 3 năm Giáp Ngọ, niên hiệu Cảnh Hưng nhà Lê thứ 35 (1774) đã khơi gợi việc xác định niên đại của di tích đền chùa Nhạn Tháp có thể được xây dựng từ trước đó.
Cụm di tích Đền Tháp Thượng và Chùa Nhạn Tháp được Bộ văn hóa xếp hạng là di tích lịch sử- văn hoá cấp Quốc gia tại Quyết định số 2003/QĐ-BVH ngày 15/11/1991. Theo thời gian, di tích bị xuống cấp nghiêm trọng mái ngói xô vỡ, dột nát, cột và kết cấu kiện gỗ mối mọt, không đảm bảo chịu lực nên cần được triển khai tu bổ, tôn tạo lại để bảo tồn di tích.