天長三年(826)平安時代 淳和天皇の御代、五月晴天俄かに雲起こり、寒気極め、雷鳴天に響き、地震い、雹激しく降り、里人は驚き天の神に祈り奉った。
翌朝唐松山の山頂より厳かな神のお告げがあり、里人は急ぎ朝廷に請願し、美濃権守春原朝臣五百枝が社殿を建てて九月十九日「天神大明神」と称えて鎮祭したと伝えられる。

戦国時代、大桑に本拠を移した美濃守土岐頼芸は、当社を崇敬し本殿を改築して、源氏の氏神として知られる石清水八幡宮を勧請し相殿に合祀して「十五社大権現」と改称し奉った。

江戸時代に至り、元禄十四年(1701)五代将軍徳川綱吉は、代官辻六郎右衛門守参に社殿造営係を命じ、本殿(現存)を改築し奉った。
文化九年(1812)従三位岩倉具選(岩倉具視の曽祖父)は、朝廷の許を得て「十五社大神宮」と奉称し、皇室の安泰を祈願した。明治維新後「十五社神社」と改称。