Dựa trên kết quả khảo cổ học thì không ai biết chính xác đền được xây dựng từ khi nào nhưng theo truyền thuyết thì đền được xây dựng từ đời Hùng Vương thứ 18. Theo bi ký còn lưu giữ tại đền thì đợt trùng tu lớn nhất vào năm Vĩnh Hựu thứ 2 (1736) thời Lê - Trịnh, do các quan lại địa phương cùng với người dân huy động nguồn lực. Trải qua nhiều thăng trầm, biến cố của thời gian, ngôi đền này vẫn còn giữ được vẻ cổ kính, in đậm nhiều dấu tích kiến trúc, điêu khắc thời Lê-Trịnh như gạch xây, kẻ góc và đặc biệt là đồ tế khí vẫn còn lưu giữ trong đền. Theo lời kể của các bậc cao niên trong thôn thì đền còn có một lần trùng tu nữa vào thời Nguyễn và vẫn giữ được dáng vẻ kiến trúc đó cho đến ngày hôm nay.[2]

Đền Ngọc Quế xếp hạng Di tích lịch sử văn hóa Quốc gia theo quyết định số: 1214 ngày 30 tháng 10 năm 1990.[4]