Trần Liễu sinh năm Kiến Gia thứ nhất (1211), là anh ruột của Trần Cảnh tức Trần Thái Tông, vị vua đầu tiên của nhà Trần. Năm 1237, triều đình cắt đất An Phụ, An Sinh, An Dưỡng, An Hưng, An Bang cho Trần Liễu làm thái ấp và lấy tên đất phong vương cho ông là An Sinh Vương. Trần Liễu mất vào ngày 1 tháng 4 năm 1251. Sau khi ông mất, người dân lập đền thờ trên đỉnh núi An Phụ, từ đó ngày 1 tháng 4 âm lịch hàng năm trở thành ngày hội đền Cao An Phụ, nhân dân khắp nơi về làm lễ dâng hương tri ân công đức.[2][4]

Ban đầu, đền chỉ có quy mô nhỏ như miếu. Sau nhiều đợt trùng tu và tôn tạo, đền được mở rộng và có quy mô như ngày nay.[1][5]