神社の創祀は欽明天皇二十五年(１４００余年前)の御代と伝えられている。鳥海山は活火山で、噴火などの異変が起こると朝廷から奉幣があり、鎮祭が行われていた。本社は山頂に鎮座し、麓に「口の宮」と呼ばれる里宮が吹浦と蕨岡の二ヶ所に鎮座する。
大物忌神社は貞観四年(862)十一月官社に列し、延喜式神名帳には名神大社として、吹浦鎮座の月山神社と共に収載されている。後に、出羽国一宮となり、朝野の崇拝を集めた。特に歴代天皇の崇敬篤く、八幡太郎義家の戦勝祈願、北畠顕信の土地寄進、鎌倉幕府や庄内藩主の社殿の造修など時々の武将にも篤く崇敬されてきた。
中世、神仏混淆以来、鳥海山大権現として社僧の奉仕するところとなったが、明治三年神仏分離に際し旧に復して大物忌神社となり、明治四年五月吹浦口の宮が国幣中社に列したが、同十三年七月に山頂本社を国幣中社に改め、同十四年に吹浦・蕨岡の社殿を口宮と称えて、隔年の官祭執行の制を定めた。
昭和三十年に三社を総称して現社号となる。
山頂の御本社は、伊勢の神宮と同じく二十年ごとに建て替える式年遷宮の制になっている。
平成二十一年境内他、国の史跡に指定される。

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<h3>最北端の一宮</h3>
秋田県最高峰の鳥海山を御神体とし、その登山口のひとつである吹浦口側の里宮として信仰を集めています。
出羽国一宮であり、名神大社として延喜式神名帳にも載っています。