Lý Thái Tổ và các vị vua nhà Lý được thờ ở đền Đô, phường Đình Bảng, thị xã Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh, nơi được cho là quê hương của nhà Lý. Gần đền Đô là lăng mộ các hoàng đế nhà Lý nằm rải rác trên địa bàn phường Đình Bảng.

Có một ngôi đền thờ riêng vua Lý Thái Tổ, hoàng hậu Lê Thị Phất Ngân và Lý Thái Tông được xây dựng do Hà Nội kết hợp với Ninh Bình là Đền Vua Lý Thái Tổ tại khu di tích Cố đô Hoa Lư. Tại khu vực động Hoa Lư – quê hương của Thái hậu Dương Vân Nga và cũng là căn cứ ban đầu của Đinh Bộ Lĩnh có các di tích đình Ngọc Nhị, đình Viến thờ vua Đinh và Thái hậu cũng có bài vị phối thờ Hoàng hậu Lê Thị Phất Ngân và Lý Thái Tổ với giai thoại hai người từng về thăm viếng nơi này.

Nhiều địa phương lấy tên ông đặt cho các đường phố như: đường Lý Thái Tổ ở các thành phố: Bắc Ninh, Hà Nội, Huế, Ninh Bình, Thái Bình, Vĩnh Yên, Đà Nẵng, Long Xuyên, Thành phố Hồ Chí Minh,... hay đường Lý Công Uẩn ở các thành phố: Lào Cai, Cao Lãnh, Mỹ Tho, Móng Cái,...

Tại Hà Nội và Bắc Ninh đều dựng tượng đài ông.

Năm 2004, một tượng đài Lý Thái Tổ được xây dựng tại trục đ­ường Đinh Tiên Hoàng thuộc khu vực vườn hoa Chí Linh, Hồ Hoàn Kiếm, Hà Nội theo mẫu của nhà điêu khắc Vi Thị Hoa, bằng đồng (nặng 14 tấn, cao 3,3 m) thuộc dạng công trình chào mừng kỷ niệm 1.000 năm Thăng Long – Hà Nội.[39] Bà Vi Thị Hoa cho biết là không có tài liệu vật thể nào về khuôn mặt, trang phục của Lý Thái Tổ và nói: "Chúng tôi sáng tác mang tính ước lệ".

Tháng 8 năm 2011, chiếc tàu hộ tống mang tên lửa lớp Gepard 3.9 (Project 11661E) thứ hai của Hải quân Nhân dân Việt Nam – HQ012 – được đặt tên Lý Thái Tổ.