Đền ra đời từ thế kỷ XIV, thờ thần Tam Lang (thần Rắn), một trong những tín ngưỡng cổ xưa của dân tộc ta. Tục thờ Tam Lang khá phổ biến ở nước ta, ở Hà Tĩnh có các đền Cả (Ích Hậu, Lộc Hà), Miếu Ao (Thạch Trị,Thạch Hà), đền Phúc Lai (Sơn Bằng, Hương Sơn). Thần Tam Lang cũng như nhiều vị thần khác đều được dân gian nhân cách hóa và có nhiều truyền thuyết khác nhau, mà ngày nay không phải trường hợp nào cũng giải thích được.
Thần tích của đền Tam Lang, xã Xuân Lộc đã bị mai một, thất lạc do thời gian, chiến tranh liên miên, lại ở vùng quê “chảo lửa túi mưa”. Qua khảo sát diền dã thực tế và kết hợp với tư liệu truyền miệng theo ký ức của các bậc cao niên trong làng và dựa vào một số đạo sắc của triều Lê, Nguyễn cho chúng ta biết: đền ra đời thời nhà Trần, đời vua Trần Thiếu Đế niên hiệu Kiến Tân (1398 - 1400), trải qua thời gian và chiến tranh đền bị hư hỏng và được trùng tu tôn tạo nhiều lần. Đặc biệt trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, đền ở gần trọng điểm Ngã ba Đồng Lộc, cho nên cũng phải hứng chịu nhiều bom rơi đạn lạc, bái đường và trung điện bị bom Mỹ đánh sập hoàn toàn. Năm 1976, phần thượng điện và hệ thống nghi môn bị hư hỏng đã được nhân dân địa phương góp tiền công sức tu sửa lại.
Tương truyền, trong cuộc kháng chiến chống quân Minh xâm lược thế kỷ XV, trước khi đem quân mở cuộc tấn công lên Đỗ Gia (Hương Sơn) vào năm Giáp Thìn (1424), nghĩa quân của Lê Lợi đã về nghỉ chân chốn này. Đêm đó, bỗng nhiên voi chiến biến mất, như một điềm xấu, nhiều lần xuất kích, quân ta đều bại trận. Ông bèn cho thắp hương tế lễ cầu khấn ở ngôi đền này, bỗng nhiên tìm lại được voi ở đồi Trọc gần đó và sự linh ứng của ngôi đền thiêng đã trợ giúp triều Lê thắng trận liên tiếp. Thắng trận trở về, vua Lê Thái Tổ cho đúc 2 tượng voi chầu 2 bên trước nghi môn và 2 con ngựa chiến để thờ. Chính vì thế, dân gian vẫn gọi ngôi đền này là đền Voi Ngựa: “Ai về Mòi chợ mà coi/Trên đền, dưới chợ, hai voi phục chầu”.
Đền Tam Lang đã được các triều vua từ Lê đến Nguyễn ban tặng nhiều sắc phong. Tuy nhiên do nhiều điều kiện khách quan và chủ quan, số đạo sắc này bị rách nát, hư hỏng. Hiện nay, cung thượng điện tại đền còn lưu giữ được 78 đạo sắc mạng còn nguyên vẹn. Ngoài thần Tam Lang được thờ chính, hiện nay đền còn thờ các vị thần (theo văn tế của đền) như: Đại Càn quốc gia Nam Hải; Tam Tòa thành hoàng làng; Quán quân mạnh lang Hoàng Minh tự Tô Đại Liêu; Sát Hải Lang lại Đại tướng quân; Song đồng Ngọc Nữ công chúa; Đương cảnh thành hoàng; Đô đốc phủ Thái bảo Ngô Quận công.
Trong thời kỳ Cách mạng, do đền có nhiều cây cối rậm rạp, lại có vị trí giao thông thuận lợi, nên đã được chọn làm nơi tổ chức Hội nghị Chi bộ Đảng xứ Trung kỳ thời kỳ 1930 - 1931, tập hợp lực lượng và bàn bạc kế hoạch khởi nghĩa giành chính quyền trong Cách mạng tháng Tám 1945. Những năm chống Mỹ (1966 - 1972), khu vực đền và vùng phụ cận là nơi trú quân của bộ đội pháo cao xạ, tên lửa, ra đa,…
Hàng năm trước đây thời nhà Lê, vào dịp Tế xuân, Kỳ phúc (Rằm tháng 6 âm lịch) triều đình sai trấn thần về chủ tế, thời nhà Nguyễn vẫn do quan lại triều đình chủ tế. Đời vua Duy Tân đã ban cho đền 2 lá cờ “Phụng ban quốc tế”,“Thượng đẳng Tối linh”. Về sau đền được giao cho dân làng thực hiện nghi thức tế lễ.
Đền Tam Lang xây dựng trên một khu đất rộng, địa hình dốc cao dần về phía sau, gồm: hệ thống nghi môn có cổng chính, nhà quan tả, quan hữu, cột nanh, nhà che ngựa, tắc môn nối liền nhau thành một khối liên hoàn và bố trí đăng đối hài hòa. Hệ thống điện thờ gồm hạ điện, trung điện và thượng điện theo kiểu chữ Tam.
Cổng chính hiện còn 2 đôi câu đối, nội dung: “Thăng cao tất tự ty/Cư trung thủ chí chính”. Nghĩa là: Ở ngôi cao nên biết tự khiêm/Đứng vào trung tâm nên giữ lòng chính trực.
“Vãng lai sinh diệu thánh/Xuất một hóa cơ thần”. Nghĩa là: Đi gió về mây thành bậc Thánh kỳ diệu/Lúc hiện lúc biến là phép màu nhiệm của Thần.
Hai bên tường dắc phía trước có đắp nổi 2 chữ Hán “Hạ Mã” (xuống ngựa) bên phải và “Khuynh Cái” (ngã nón) ở bên trái, để nhắc nhở sự tôn kính khi qua đền. Phía trước có 2 con voi chầu phủ phục, tư thế nằm choãi chân, vòi thõng xuống thoải mái. Trên 2 cột nanh to lớn có các câu đối bằng chữ Hán, nội dung: "Thê thương huân cao phát dương vu thượng/Thanh giương Thánh thượng du cửu vô cương”. Nghĩa là: Khói hương nghi ngút lan tỏa lên trên/Ngôi Thánh rạng rỡ lâu dài vô tận.
“Địa hữu Xuân Mai lưỡng diện sơn mai trí án nội/Thiên thành cảnh thú tứ thời thủy tụ đáo đình tiền”. Nghĩa là: Giữa đất Xuân Mai, hai phía núi chạy về tạo nên cỗ án bên trong/Trời bày sẵn cảnh thú, bốn mùa nước tụ đến trước sân đền.
“Thánh thế như xuân, mai lĩnh tùng cầm tuế nguyệt/ Thần công đối dục, vật vi nhân kiệt giang sơn”. Nghĩa là: Đời thịnh trị như mùa xuân, ngày tháng tùng reo mai hát/Công của thần hun đúc, núi sông vật tốt người hay.
Trung điện kiến trúc theo nhà dọc, được xây mới năm 2001 gồm 2 gian 2 hồi xây tường bịt nóc. Ngăn giữa 2 gian là tường đốc xây gạch và 2 cột trụ đỡ lấy xà gồ. Phía trước đổ mái bia kiến trúc kiểu hành lang hẹp, trước cửa đắp nổi 2 đôi câu đối bằng chữ Hán, nội dung: “Hữu công tắc tự chi/Vi đức cờ thịnh nghị”. Nghĩa là: Thần có công lao được thờ ở đó/ Đức của Thần vô cùng lớn lao.
“Thần công tại thượng chí túy chí tinh/Thánh thế như xuân tối linh tối tú”. Nghĩa là: Công thần vời vợi, rất sáng rất trong/Đời thịnh trị như mùa xuân thật thiêng thật đẹp.
Nội thất trung điện đáng chú ý có đắp nổi 8 chữ Hán, nội dung “Phụng ban quốc tế”,“Thượng đẳng tối linh”.
Thượng điện là công trình kiến trúc cổ kính với 1 gian, 2 vì kèo, kết cấu khung gỗ cổ truyền với 4 cột gỗ mít, mái nhà kiểu hồi văn, gồm 2 hồi 4 mái, các góc mái trang trí đầu đao, đỉnh nóc mái gắn hình lưỡng long chầu nguyệt. Trên các kẻ chuyền, hoành tải đều có chạm trổ đề tài tứ linh. Phía trước có 2 cột quyết hỗ trợ đỡ phần mái, khắc 2 đôi câu đối chữ Hán, nội dung: “Lịch đại uy linh dân tín ngưỡng/Tiền triều công liệt thế lưu truyền”. Nghĩa là: Uy linh trải lâu đời dân tín phục/Công lao đối với triều trước còn lưu truyền mãi.
“Dũng lược anh linh phù Việt địa/Thông minh chính trực hiệu Nam thiên”. Nghĩa là: Dũng lược anh linh giúp đất Việt/Thông minh chính trực sáng trời Nam.
Hằng năm, người dân từ mọi miền tổ quốc về đây tham dự các ngày lễ lớn được tổ chức tại đền: lễ Khai hạ (07/01), lễ Kỳ Phúc (15/6), lễ Xá tội vong linh (15/7 âm lịch), lễ Sắp ấm (25/12 âm lịch), lễ Trừ tịch và Nguyên đán vào giao thừa… Đặc biệt, lễ chính tại đền tổ chức vào ngày 24/6 âm lịch hàng năm (tế lễ, hát chầu văn hầu đồng, Tam phủ)...
Những năm 2010 - 2013, đền đã được tôn tạo khang trang, hoành tráng hơn.
Với những giá trị đó, Đền Tam Lang đã được UBND tỉnh Hà Tĩnh xếp hạng di tích lịch sử văn hóa cấp tỉnh tại Quyết định số 1973/QĐ-UBND ngày 14/8/2006.
