Truyền thuyết mà người Đông Sơn truyền từ đời này sang đời khác rằng: Động Tiên là nơi một nàng Tiên kiều diễm bị giam giữ bởi mẹo lừa của vợ chồng nhà Vồm khổng lồ. Chẳng là ngày trước vào một năm nọ trời xứ Thanh hạn hán nặng nề, ông Vồm người xã Thiệu Khánh đã lên trời để cầu xin Ngọc Hoàng ban mưa nhưng đã bị Ngài từ chối nên ông rất bực tức bỏ về. Vào một ngày nọ nhìn thấy một Nàng Tiên áo trắng và có đôi cánh trắng, gọi là Bạch Y Tiên Nương, đẹp nhất Tiên cung. Nàng được Vua cha cho phép xuống trần gian du ngoạn, được biết tại Động Tiên Sơn có một "Hồ nước Tiên" mát trong xanh nên nàng đã quyết định tắm ở đây. Vợ chồng nhà Vồm đã dấu bộ Cánh của nàng đi và lấp của hang lại nên giờ đây vào động có thể thấy nàng đang đứng khỏa thân một chân duỗi, một chân co, một tay vắt qua eo và một tay che ngực và ngoài ra ngay phía trước Động Tiên Sơn có thể thấy núi Cánh Tiên (sự tích núi Cánh Tiên là vậy). Quá bực tức về điều đó, Ngọc Hoàng đã sai các vị cận thần của mình xuống nhân gian để cứu công chúa như thần Mèo, thần Voi, thần Đại Bàng,… Nhưng tất cả các vị thần đều bị vợ chồng ông Vồm đánh bại nên không vị thần nào dám quay về trời nữa và đành nằm lại quanh núi Hàm Rồng nên mới có các núi Voi, núi Mèo, núi Chiềng (đại bàng bị bắn nên bay Chiềng cánh)… Chẳng thế mà quanh khu di tích Hàm Rồng lại có nhiều núi đến thế. Nên giờ đây ca dao trong vùng mới có câu:

Có nghĩa là nối từ làng Dương Xá, Thiệu Dương là hệ thống 99 ngọn núi uốn khúc, nhấp nhô dọc theo bờ sông Mã đến cầu Hàm Rồng nhô cao rồi lại chúc xuống bờ sông. Tới đây, một phần núi đá có hình đầu Rồng, có hang động như miệng Rộng đang há. Đối diện bên bờ Bắc là một hòn núi đá không cao lắm đứng một mình, đân bản địa còn gọi là núi Nít, sau này còn có tên là núi Ngọc. Để minh chứng cho câu chuyện trên bây giờ vẫn còn đó một ngôi đền rất thiêng là Chùa Vồm thuộc xã Thiệu Khánh, Thiệu Hóa, Thanh Hóa. Có truyền thuyết nói rằng 99 ngọn núi tượng trưng cho 99 chàng trai và 99 hồ tượng trưng cho 99 cô gái. Đó cũng là lý do giải thích tại sao mà xứ Thanh lại là đất địa linh nhân kiệt nơi sản sinh ra rất nhiều các vị vua chúa như Tam vương Nhị chúa, Lệ hải Bà Vương Triệu Thị Trinh. Hay sau này, theo lệnh vua nhà Trần, Hồ Quý Ly đã tiến hành xây dựng Tây Đô để dời kinh đô từ Thăng Long vào Tây Đô mà bây giờ chúng ta còn có Thành Nhà Hồ tại Vĩnh Lộc được Unesco công nhận là di sản văn hóa thế giới…

Vì động Tiên Sơn có nhiều nhũ đá và hình dáng đẹp và huyền ảo nên nó đã gắn liền với những truyền thuyết như tích Phật, tích Tiên, "Hoa quả sơn", "Hội bàn đào tiên". Từng vách đá và từng ngách hang trong hang động đều diễn đạt lên như hàng trăm ngàn vạn vật được sinh ra. Lần theo chân núi Hàm Rồng và đi ngược lại theo thềm đá chừng 30m thì sau đó sẽ đi đến cửa động Động Tiên Sơn có 3 tới 4 tầng. Nó thường được gọi là động 1, động 2, động 3. Trong mỗi hang động đều có sắc đẹp độc đáo riêng.