Năm 1020, vâng lệnh vua Lý Thái Tổ, Thái tử Lý Phật Mã đem quân đi đánh Chiêm Thành. Một đêm, ngủ tại Đền Đồng Cổ Thái tử được báo mộng có một vị thần xin đi theo để trừ giặc. Trận đó quả thắng to. Tám năm sau, năm 1028 trước hôm Lý Thái Tổ qua đời, (mùng 3 tháng 3 âm lịch), Thái Tử Lý Phật Mã được thần Đồng Cổ báo mộng rằng có loạn tam vương. Quả nhiên sáng hôm sau khi Lý Thái Tổ vừa qua đời, ba hoàng tử là Vũ Đức Vương, Đông Chinh Vương và Dực Thánh Vương đem quân ém trong Tử cấm thành để đánh úp. Do có phòng bị, lại được các tướng Lê Phụng Hiểu, Lê Nhân Nghĩa giúp, nên Thái tử Lý Phật Mã đã dẹp được cuộc nổi loạn và chính thức lên ngôi vua. Xưng vương Lý Thái Tông – đời vua thứ hai của triều đại nhà Lý.
Mười ngày sau khi lên ngôi, Lý Thái Tông cho xây dựng ngay một ngôi đền thờ thần Đồng Cổ ở bên phải Hoàng thành và quyết định lấy ngày 25 tháng 3 tiến hành hội thề tại đền. Đó chính là ngôi đền Đồng Cổ mà chúng ta đang chiêm bái. Ngoài các giá trị về lịch sử, về kiến trúc và các cổ vật hiện đang lưu giữ trong đền, đền Đồng Cổ ở quận Tây Hồ còn lưu giữ một giá trị di sản văn hóa phi vật thể có ý nghĩa to lớn, đã tồn tại gần 1000 năm nay, đó là Hội thề Đồng Cổ.
Theo các sử sách, bia ký để lại, thì Hội thề Đồng Cổ do vua Lý Thái Tông (1028-1054) khởi sướng với mục đích răn dạy các quần thần tướng sĩ và con dân trong thiên hạ. Trong ngày lễ hội, tước đền đắp một đàn cao, xung quanh cờ xí rợp trời, đội ngũ chỉnh tề, giáo gươm rợp đất. Giữa đàn là thờ vị thần Đồng Cổ, lư hương nghi ngút, quan giám thệ điều khiển hội thề. Bách quan văn võ từ phía đông đi vào đền, đến trước đàn, quì trước thần vị và đọc lời thề “Làm con bất hiếu, làm tôi bất trung, thần minh tru diệt”. Về sau vì ngày hội thề trùng với ngày kỵ của một vua đời Lý nên hội thề được chuyển sang ngày 4 tháng 4 âm lịch. Các đời vua Lý đều cho tiến hành các Hội thề hàng năm.
Thời Trần cũng vẫn giữ lệ này. Đại Việt sử ký toàn thư chép: Hàng năm vào ngày mùng 4 tháng 4, Tể tướng và trăm quan, hồi gà gáy đến trực ngoài cửa thành, mờ mờ sáng vào triều. Vua ngự ở cửa Hữu Lang. Trăm quan mặc nhung phục làm lễ lạy rồi lui ra, đầy đủ ghi trượng theo hầu, ra cửa Tây kinh thành, đến Đền Đồng Cổ tham dự Hội thề Đồng Cổ. đến thời Trần Dụ Tông (1341-1369) vua thì ham chơi bời, lười chính sự, các quan thì tham nhũng, ức hiếp nhân dân. Chu Văn An đã phải dâng sớ xin chém 7 tên nịnh thần, thời bấy giờ gọi là “thất trảm sớ”, nên nội dung lời thề tại Hội thề Đồng Cổ dưới nhà Trần sửa lại là :
“Làm tôi tận trung
Ai trái thế này
Thần minh giết chết”
Đọc xong Tể tướng sai đóng cửa đền lại để điểm danh, Hội thề Đồng Cổ có từ đấy, các quan ai trốn không đến thì phải phạt đánh 50 trượng và bị phạt 5 quan tiền. Ngày hôm ấy con trai, con gái bốn phương đổ về xem chật ních cả đường phố.
Hội thề ở đền Đồng Cổ còn duy trì ở cả các triều đại sau và cho đến nay, Đền Đồng Cổ vẫn giữ được tục lệ hội thề “trung hiếu”, truyền thống. Cứ ngày 4 tháng 4 âm lịch hàng năm, dân làng lại mở hội. Tham gia lễ hội không chỉ có dân vùng Bưởi mà còn có đông đảo bà con các vùng khác.
Lễ hội Đền Đồng Cổ gắn với trống đồng, đó là biểu hiện sức mạnh vật chất, tinh thần của dân tộc Việt Nam. Hội thề Đồng Cổ là hội thề lành mạnh, mang nội dung, ý nghĩa giáo dục luân lý, đạo đức và truyền thống dân tộc rất sâu sắc, có tác dụng thường xuyên nhắc lại một truyền thống - một nguyên nhân của sức mạnh vô địch của dân tộc Việt Nam ta là: Đoàn kết - thương yêu.
Thần Đồng Cổ - vị thần thờ trống đồng cổ ở đất Thanh Hóa là vị thần đầu tiên được đích thân vua Lý Thái Tông rước về kinh thành Thăng Long, việc này đã đặt ra nhiều vấn đề có liên quan đến hệ thống thần điện đất kinh kỳ Thăng Long. Đằng sau bức màn hư ảo của huyền thoại Thần Đồng Cổ - thần Trống đồng cổ - giúp vua Lý đánh giặc, dẹp loạn cung đình, thống nhất vương triều cho thấy việc định đô ở chốn trung tâm của đất nước, mưu việc lớn là việc thuận lòng dân và thuận “lòng thần”. Rồng thiêng bay lên, thần linh phương xa về “phù trợ” là điềm lành cho đất Thăng Long. Việc thần Đồng Cổ tham gia hệ thống thần điện Thăng Long và trở thành “quốc thần” có vai trò quan trọng đối với các vương triều cho thấy phần nào sức cuốn hút, quá trình hội nhập và sự thống nhất văn hóa của vùng đất Thăng Long từ buổi đầu định đô nghìn năm trước.