Nằm ở vị trí trung tâm thành Cổ Loa, cho đến nay,
đền thờ An Dương Vương vẫn là ngôi đền thờ có vị trí lịch sử và tâm linh đặc biệt của người dân Cổ Loa.

Vua Hùng thứ 18 không có con trai nên đã nhường ngôi cho Thục Phán. Lên ngôi vua, Thục Phán xưng là An Dương Vương, nhập Âu Việt (Nam Cương) và Lạc Việt (Văn Lang) làm nước Âu Lạc, định đô ở Cổ Loa. 

Để tạo thế phòng thủ vững chắc, vua đã cho xây thành ốc, nhưng gặp yêu quái quấy phá liên tục, nên mất bao công sức vô ích, cứ xây xong thành lại đổ. Vua buồn lắm, bèn lập đàn trai giới cầu đảo bách thần. Ngày mùng 7 tháng 3, bỗng thấy một cụ già từ phương Đông đi tới trước cửa thành mà than rằng: “Xây dựng thành này biết bao giờ mới xong được!”. Biết tin, vua mừng rỡ đón vào điện và hỏi cụ già: “Ta đắp thành này đã nhiều lần băng lở, tốn nhiều công sức mà không thành, thế là cớ làm sao?”. Cụ già đáp: “Sẽ có sứ Thanh Giang tới xây thành cùng với nhà vua mới thành công”. Sau đó, Rùa Vàng từ phương Đông tới, nổi lên mặt nước, xưng là Thanh Giang, thông tỏ việc trời đất, âm dương, quỷ thần, làm phép giúp vua xây thành. Thành xây xong nhanh chóng, rộng hơn nghìn trượng, bề thế, xoắn như hình xoáy ốc, nên gọi là Loa Thành. 

Vua cảm tạ. Lúc Rùa Vàng từ biệt, vua băn khoăn nói: “Nay nếu có giặc ngoài thì lấy gì mà chống?”. Rùa Vàng đáp: “Vận nước suy thịnh, xã tắc an nguy đều do mệnh trời, con  người có thể tu đức mà kéo dài thời vận…”. Nói rồi bèn tháo vuốt đưa tặng nhà vua và nói: “Dùng vật này làm lẫy nỏ, nhằm quân giặc mà bắn thì bách phát bách trúng lo gì không giữ được thành”.

Vua sai Cao Lỗ làm nỏ, lấy vuốt rùa làm lẫy gọi là “Linh Quang Kim Quy thần cơ”. Về sau Triệu Đà sang xâm lược, ào ạt tiến quân. Vua sai mang nỏ thần ra bắn, quân Triệu Đà tan tác, phải lui xin hòa. Ít lâu sau, Đà sang Âu Lạc cầu hôn. Vua vô tình gả con gái Mỵ Châu cho con trai Triệu Đà là Trọng Thủy. Trọng Thủy dỗ vợ cho xem nỏ thần rồi ngầm làm một cái lẫy nỏ khác thay vuốt Rùa Vàng, và nói dối vợ về phương Bắc thăm cha. 

Trước lúc lên đường, Trọng Thủy hỏi: “Tình vợ chồng không dễ lãng quên, nghĩa mẹ cha không dễ dứt bỏ. Ta nay trở về thăm cha, nếu chẳng may hai nước bất hòa, Bắc Nam cách biệt, ta đi tìm nàng lấy gì làm dấu”. Mỵ Châu buồn bã trả lời: “Thiếp phận nữ nhi, nếu gặp cảnh biệt li thì đau đớn khôn xiết. Thiếp có áo quý bằng lông ngỗng, thường mặc trên mình, đi đến đâu sẽ dứt lông ngỗng mà rắc ở ngã ba đường để làm dấu, như vậy sẽ có thể cứu được nhau”. 

Trọng Thủy về nước, Đà được lẫy cả mừng, bèn cử binh sang đánh Âu Lạc. Vua An Dương Vương cậy có nỏ thần vẫn ngồi đánh cờ, cười mà nói rằng: “Đà không sợ nỏ thần sao?”. Quân Đà tiến sát, vua cầm lấy nỏ bắn không nghiệm, biết lẫy thần đã mất, bèn lên ngựa bỏ chạy. Mỵ Châu ngồi đằng sau phụ vương, ngựa phi về phía Nam. 

Trọng Thủy cứ theo dấu lông ngỗng mà đuổi. Vua chạy tới bờ biển, đường cùng, không có thuyền qua, bèn kêu rằng: “Trời hại ta, sứ Thanh Giang ở đâu mau mau lại cứu”. Rùa Vàng hiện lên mặt nước, thét lớn: “Kẻ ngồi sau lưng chính là giặc đó!”. Vua bèn rút kiếm chém Mỵ Châu. Mỵ Châu khấn rằng: “Thiếp là phận gái, nếu có lòng phản nghịch mưu hại cha, chết đi sẽ biến thành cát bụi. Nếu một lòng trung hiếu mà bị lừa dối thì chết đi sẽ biến thành châu ngọc để rửa sạch mối nhục thù”.  Mỵ Châu chết ở bờ biển, máu chảy xuống nước trai sò ăn được đều biến thành hạt châu. Sau đó vua cầm sừng tê bảy tấc, Rùa Vàng rẽ nước dẫn vua xuống biển. 

Người sau truyền rằng, nơi đó là đất Giạ Sơn, xã Cao Xá, phủ Diễn Châu, Nghệ An. Quân Đà kéo tới đấy không thấy bóng vết gì, ngoài xác Mỵ Châu. Trọng Thủy ôm thi hài vợ về táng ở Loa Thành. Thi hài biến thành ngọc thạch. Trọng Thủy không sao quên được người vợ hiền dịu, bèn lao đầu xuống giếng tự tử. Người đời sau mò được ngọc ở biển Đông lấy nước giếng này mà rửa thì thấy trong sáng thêm, nhân kiêng Mỵ Châu cho nên gọi ngọc minh châu là đại cữu và tiểu cữu. 

Ghi nhớ câu chuyện tình bi thảm, ngày nay trên đất Cổ Loa còn đền thờ Thục Phán An Dương Vương, giếng Ngọc am Bà Chúa thờ Mỵ Châu. 

Đền thờ An Dương, còn gọi là đền Thượng, dựng năm 1687, trên địa phận xóm Chùa. Trước cổng đền có hai con rồng đá, sân đền lát đá xanh. Nơi thờ An Dương Vương có hạ điện tám mái. Trên bàn thờ có tượng Rùa Vàng bằng gỗ và một chiếc nỏ đặt sẵn tên. Đó là bàn thờ thần Kim Quy. Thượng điện ba gian, bàn thờ An Dương Vương đặt giữa, bên đông thờ hoàng hậu, bên tây thờ thái thượng hoàng. Tượng An Dương Vương đúc bằng đồng mặc triều phục. 

Cách đền vài trăm mét là am Bà Chúa ở cạnh đình Cổ Loa. Gian giữa thượng điện đặt bàn thờ công chúa Mỵ Châu, phủ vải vàng lên bức tượng. Tượng chỉ là hòn đá tự nhiên có hình kỳ dị như pho tượng cụt đầu. Hai bên là 12 nàng hầu. Sau bàn thờ công chúa, có một khối đá. Khối đá ba bề xây kín, đó là mộ Mỵ Châu theo lời tương truyền của dân gian.

Hằng năm, từ ngày mùng 6 đến ngày 18 tháng Giêng, dân Cổ Loa cùng tám làng trong vùng mở hội lớn tưởng niệm An Dương Vương. Ngày 6 tháng Giêng là ngày Thục Phán nhập cung vào ngày mùng 8 tháng Giêng là ngày ông lên ngôi. 

Đền Cổ Loa thờ An Dương Vương đã được xếp hạng Di tích Quốc gia đặc biệt năm 2012.