『日本書紀』によれば、日本武尊(倭建命,小碓命)と双子の兄とされる大碓命は景行天皇40年、天皇に蝦夷平定を命じられたが、恐れて草むらに逃げ隠れたため、天皇から責められ美濃国に封じられたとある。その後、当地方の開拓に尽くしたが、景行天皇52年に猿投山中で蛇毒のために42歳で死去し山上に葬られたという。猿投山西峯にある西宮の背後に大碓命の墓がある。
　猿投神社は大碓命を主祭神として祀り、社伝によれば、仲哀天皇元年に勅願により現在地に創建された。国史の初見は『日本文徳天皇実録』の851年(仁寿元)年10月7日条、従五位下の神階を授けるという記述である。『延喜式神名帳』では｢参河国賀茂郡 狭投神社｣と記載され、小社に列し三河国の三宮とされたという(ちなみに一宮は砥鹿神社、二宮は知立神社)。1175(建治元)年には最高位の正一位に達した。
　1534(天文3)年6月22日、松平清康の攻撃により9つの堂塔が焼失している。その後、梅坪城主の三宅氏や那須氏などが再建した。また、1561(永禄4)年に織田信長が三河国高橋荘を支配下に入れると、猿投神社を保護した。
　1872(明治5)年9月、近代社格制度において県社に列格し、式内社･広沢天神社などを合祀している(広沢天神社は後に分祀し摂社となる)。
　猿投神社は、県無形民俗文化財に指定されている｢棒の手｣の奉納でも有名である。また、古くから左鎌を奉納して祈願する風習がある。これは大碓命が左利きであったことから、左鎌を用いて開拓されたことを慕ったのが起こりとされている。