社殿は寛永3年（1626年）の創建[2]とされ、神仏習合思想の影響で『御嶽大権現』と称していた[3]。
主祭神
- 日本武尊（やまとたけるのみこと）
景行天皇40年、日本武尊（やまとたけるのみこと）が武蔵国へ向かう際に、当地に陣営を設けて従将の吉備武彦（きびたけひこ）連と大伴武日（おおとものたけひ）連の方々と待ち合わせをしたため、待つ郷（まつさと）、待土（まつど）と呼ばれ、『松戸』の地名が生まれたと云われている[2]。
慶長14年（1609年）、水戸城に水戸徳川家が封ぜられると、江戸と水戸とを往来する水戸街道が整備され、松戸宿が宿場町として賑わった。境内地の近隣には陣屋も置かれていたため、水戸徳川家より篤い崇拝を受けた。この地を徳川光圀が鷹狩に訪れた際、御神木である大銀杏に止まっている白鳥へ鷹を放とうとするも鷹は微動だにしない。憤慨した光圀が矢を放とうとしたところ、弓矢が中央から折れてしまい、光圀は折れた弓矢を奉納して神前に鎮謝した[4]とする伝承が残る。
水戸徳川家所縁の品々も多数奉納されたと伝わるが、元文4年（1739年）の松戸宿の大火にて社殿及び奉納品も焼失する[2]。
1882年（明治15年）、社号を『松戸神社』へと改称して有栖川宮幟仁親王より社号の書を授かる[5]。2006年（平成18年）には三笠宮崇仁親王が参拝し、高野槙を植樹した。
2009年（平成21年）12月、宇宙飛行士の山崎直子が宇宙飛行の安全祈願のために参拝した。2010年（平成22年）4月5日、前年10月18日に行われた『松戸神社神幸祭』のためにつくられた『四神お守り』を携えてスペースシャトル『ディスカバリー号』に搭乗し、ケネディ宇宙センターから国際宇宙ステーションへ飛び立った。帰還後の同年5月に松戸を訪れ、供に宇宙へ行った『四神お守り』を同神社へ返納し帰還パレードへ参加している。