Ngôi Đền được tu bổ vào thời Cảnh Hưng, triều vua Lê Hiển Tông (1740- 1786), Năm Duy Tân thứ sáu (1912), năm Khải Định thứ tư (1919), năm Bảo Đại thứ ba (1928) và được tu sửa lại vào năm 1939. Năm 1993 được Bộ Văn hóa - Thông tin công nhận là di tích lịch sử - văn hóa cấp Quốc gia. Đền Sòng Sơn là nơi thờ Nữ Thần Vân Hương - Bà Chúa Liễu Hạnh hay Thánh Mẫu Liễu Hạnh - Một trong bốn vị Thánh bất tử của dân tộc Việt Nam. Tại đây có phối thờ các ông Hoàng và Đức Thánh Trần Hưng Đạo Vương.
Theo “Truyền kỳ tân phả” thì Liễu Hạnh là Đệ Nhị tiên chúa Quỳnh Nương, con gái của Ngọc Hoàng Thượng đế vì phạm lỗi đánh rơi chén Ngọc trong một buổi Lễ chầu Thiên Đình nên bị đầy xuống trần gian thác sinh vào nhà họ Lê ở thôn Vân Cát, xã An Thái, huyện Thiên Bản, Phủ Nghĩa Hưng (nay là huyện Vụ Bản, tỉnh Nam Định) mang tên là Giáng Tiên.Sau3 lầntríchgiáng, Tiên chúa được Ngọc Hoàng cho hạ giới mỗi khi Tiên chúa mong muốn và về sau không phải hoá kiếp nữa.Sẵn có phép màu biến hóa, Tiên chúa vân du ở khắp mọi vùng đất sơn thuỷ, kỳ tú, Tiên chúa thường hoá phép trừng phạt kẻ ác, gia ân kẻ hiền.. Người đã từng giúp đỡ các học trò nghèo như Cống Quỳnh (Quê Hoàng Hoá) trên đường ra Bắc đi thi, đã từng hoá phép dạy bảo dân chúng vùng Tam Điệp, Ninh Bình trồng dâu nuôi tằm, dệt vải, từnghoá phép nhờ Trạng Bùng Phùng Khắc Khoan khởi dựng lại chùa Bắc Lễ, Đền Tiên (Tỉnh Lạng Sơn ), đã cùng đàm đạo thơ văn với Phùng Khắc Khoan (tức Trạng Bùng), Cử nhân họ Ngô và Tú tài họ Lý ở Tây Hồ (Hà nội). Sau đó Tiên chúa cưỡi mây, bay vào ẩn cư bên núi Sóc Tỉnh Nghệ an.
Tiên Thánh được triều đình phong sắc: Mã Hoàng Công Chúa; Chế thắng Hòa Diệu Đại Vương; Thượng thượng đẳng phúc thần. Có thể nói Tiên Chúa Liễu Hạnh xuống trần không phải chỉ để mưu cầu hạnh phúc riêng cho mình, mà Tiên chúa xuống Trần để lĩnh một sứ mệnh thiêng liêng cao cả là khuyến thiện, trừ ác, ban phúc cho người tốt, giáng hoạ kẻ xấu, phò nước giúp dân. Và cũng vì thế, nhiều nơi trong cả nước đã lập Đền thờ Mẫu. Trong hệ thống đền thờ Thánh Mẫu Liễu Hạnh thì uy nghi và linh thiêng nhất vẫn là đền Sòng Sơn - Nơi Thánh Mẫu Hiển Thánh. Trải qua thời gian, cùng với sự phong phú về huyền thoại Liễu Hạnh công chúa, Đền Sòng trở thành nơi linh thiêng, nơi sinh hoạt tín ngưỡng không thể thiếu của người dân Bỉm Sơn cũng như nhân dân trên khắp mọi miền đất nước.
Đền Sòng Sơn tọa lạc trên một thế đất cao, tọa Đông Nam, hướng Tây Bắc. kiến trúc hình chữ Tam theo truyền thống đền thờ Việt Nam với 3 cung liên tiếp: Hậu cung (Chính tẩm), Trung Đường, Tiền Đường và ngoài cùng là cổng Tam quan.
Cột của các gian điện thờ to gần nửa thước, đá tảng kê cao 6 tấc, trên các cột có nhiều câu đối nói về sự hiển linh và công đức của Thánh Mẫu, ca ngợi cảnh đẹp của Sòng Sơn. Phía trên giữa các gian thờ đều được trang trí các cửa võng sơn son, thếp vàng.
Du khách qua cổng tam quan cao, đẹp cấu trúc hình chồng diêm với 3 cửa bằng gỗ trắc: Cửa bên tả gọi là cửa Giới, qua cửa này được Thánh Mẫu ban dạy những điều giới Phật, nên làm điều thiện, tránh làm điều ác. Cửa bên hữu là cửa Định, qua cửa này được Thánh giúp cho tĩnh tâm, thanh lọc mọi điều phàm tục. Cửa giữa là cửa Tuệ, qua cửa này mọi người được Thánh ban cho sự sáng suốt, trí tuệ, mọi việc hanh thông.