Lịch sử hình thành và phát triển huyện Mê Linh gắn liền với thời đại các vua Hùng dựng nước, là địa bàn cư trú của các Lạc tướng, Lạc hầu dòng dõi vua Hùng.
Vùng đất đồng bằng phì nhiêu, màu mỡ này vốn là nơi giao lưu kinh tế và văn hóa của các vùng như: miền núi, trung du và đặc biệt là sự giao thoa văn hóa với các tỉnh lân cận nhất là với kinh đô Thăng Long, nên đã hội tụ ở đây một nền văn hóa phong phú, đa dạng góp phần không nhỏ vào sự hình thành phát triển của nền văn minh sông Hồng rực rỡ. Trong đó, các di tích lịch sử - văn hóa như một minh chứng cho đôi bàn tay khéo léo, óc sáng tạo tinh tế của người Việt, đồng thời còn đánh dấu sự ra đời và phát triển của văn minh cộng đồng, làng xã Việt Nam.
Qua nghiên cứu tìm hiểu, các nhà khoa học đã cho thấy các di tích lịch sử, đình, đền, chùa, miếu là biểu tượng cho cộng đồng làng xã Việt Nam, ẩn chứa trong đó là cốt cách, là tâm hồn của người dân đất Việt. Từ lâu trong tâm thức của người dân Mê Linh, các di tích lịch sử - văn hóa chính là một phần linh hồn, một nét văn hóa đặc sắc của quê hương. Do vậy, nơi đây đã lưu giữ được 161 di tích lịch sử văn hóa, có 78 di tích đã được xếp hạng, trong đó 01 di tích Quốc gia đặc biệt Đền Hai Bà Trưng, 25 di tích cấp Quốc gia và 51 di tích cấp tỉnh, thành phố. Nhiều di tích lịch sử nổi tiếng như: Đền Hai Bà Trưng, Đồi 79 Mùa xuân, chùa Trung Hậu, đình Bạch Trữ, đình Phú Mỹ,...Điển hình là Di tích Quốc gia đặc biệt Đền Hai Bà Trưng tại thôn Hạ Lôi, xã Mê Linh. Đây là nơi Hai Bà được sinh ra, lớn lên, tế cờ khởi nghĩa, giành thắng lợi, xưng Vương và định đô những năm 40 - 43 sau Công nguyên. Trải qua thời gian, Đền Hai Bà Trưng đã được trùng tu tôn tạo nhiều lần, năm 2000 Đền được quy hoạch mở rộng và trung tu lớn như hiện nay với trên 12ha. Năm 2013, Đền Hai Bà Trưng được Thủ tướng Chính phủ công nhận là di tích Quốc gia đặc biệt. Với cảnh quan thiên nhiên mang đậm không gian lịch sử và văn hóa truyền thống, từ nhiều năm di tích Quốc gia đặc biệt Đền Hai Bà Trưng là nơi tổ chức các hoạt động giáo dục truyền thống cho các thế hệ học sinh, sinh viên; nơi sinh hoạt văn hóa tín ngưỡng của nhân dân, là sản phẩm du lịch văn hóa tâm linh độc đáo, là điểm đến hấp dẫn đối với du khách trong và ngoài nước.
Cũng giống như các di tích lịch sử - văn hóa trong cả nước, di tích lịch sử - văn hóa huyện Mê Linh gồm có: đình, đền, chùa, miếu; bên cạnh còn có di chỉ khảo cổ học.
Di chỉ khảo cổ học được tìm thấy ở Mê Linh đó là di tích Thành Dền. Di chỉ Thành Dền ở xã Tự Lập được phát hiện năm 1970 với diện tích khoảng 2,5 ha. Hiện vật thu lượm được khá phong phú, bao gồm: đồ đá, đồ đồng và đồ gốm,…đặc biệt nơi đây còn tìm được nhiều khuôn đúc và hàng trăm cục sỉ đồng. Có thể khẳng định Thành Dền không những là một di chỉ cư trú mà còn là một trung tâm luyện đúc đồng quan trọng đương thời. Cùng với di chỉ Đồng Dậu huyện Yên Lạc, tỉnh Vĩnh Phúc, di chỉ Thành Dền ở Mê Linh đã tạo nên một bộ mặt văn hóa, một giai đoạn đồ đồng khá phát triển ở các lưu vực sông Hồng thời kỳ tiền Hùng Vương. Cho đến nay trong giai đoạn văn hóa Đồng Đậu, trên lưu vực sông Hồng, chưa có điểm nào phong phú, toàn diện hơn di chỉ Đồng Đậu và Thành Dền.
Mê Linh là huyện đồng bằng, nên không có sự phân chia vùng, miền. Điều kiện địa lý này đã tác động đến quy mô, cấu trúc, cũng như việc tôn thờ trong các di tích lịch sử văn hóa địa phương. Các di tích lịch sử văn hóa ở đây thường được xây dựng to lớn, bề thế, chạm trổ tinh xảo, với nhiều cách điệu dân gian như: Rồng phun nước, cá vượt vũ môn và các đề tài: “Tứ linh” (long, ly, quy, phượng) là những con vật biểu tượng cho sức mạnh, sự thông minh, khéo léo, trường tồn cùng thời gian, hay “Tứ quý” (tùng, cúc, trúc, mai) biểu tượng cho sự mềm dẻo, linh hoạt, bền vững và cái đẹp quý phái. Bên cạnh yếu tố địa lý, các yếu tố thuận lợi về kinh tế, văn hóa, cũng góp phần quan trọng làm nên sự quy mô, bề thế của hệ thống di tích lịch sử, văn hóa ở Mê Linh.
Mê Linh tự hào là vùng đất đế đô thời Hai Bà Trưng phất cờ khởi nghĩa. Vì vậy, phần lớn các di tích lịch sử, văn hóa ở đây đều ghi dấu những chiến công hiển hách của Hai Bà Trưng như: cố đô Mê Linh ở làng Hạ Lôi, xã Mê Linh, nay có đền thờ Hai Bà Trưng – cùng thân quyến và các tướng lĩnh của Hai Bà. Nhiều di tích thờ tướng lĩnh của Hai Bà Trưng như: đình Bạch Trữ thờ Cống Sơn, đền Đông Cao xã Tráng Việt thờ bà Hồ Đề, đền Văn Lôi xã Tam Đồng thờ Lũ Lũy, đình Phú Mỹ xã Tự Lập thờ vợ chồng tướng Hùng Bảo, đình Bồng Mạc, Yên Mạc xã Liên Mạc thời hai nữ tướng Ả Nang, Ả Nương,…
Năm 544, nhà Lương cho quân sang xâm lược, với âm mưu biến nước ta thành quận, huyện của chúng. Theo tiếng gọi của non sông, Lý Bôn đã đứng lên chiêu tập hiền tài đánh đuổi quân xâm lược, ông đã sử dụng chiến thuật thủy chiến và sông Cà Lồ (ranh giới giữa huyện Mê Linh – thành phố Hà Nội và Bình Xuyên – tỉnh Vĩnh Phúc) đã được chọn làm trung tâm cuộc khởi nghĩa. Do đó, ngày nay hai bên sông Cà Lồ thuộc hai huyện Mê Linh và Bình Xuyên có rất nhiều di tích thời Lý Nam Đế, Triệu Việt Vương và các tướng lĩnh của hai ông như: Đình Diến Táo, đền Kim Giao xã Tiến Thắng thờ Lý Nam Đế, xã Quang Minh (nay là thị trấn Quang Minh và Chi Đông) có 4 di tích thờ Trương Hống, Trương Hát, Trương Lừng và các tướng của Triệu Việt Vương. Các di tích lịch sử - văn hóa này đã và đang làm thành một vùng di tích về thời Triệu Việt Vương ở phía Nam Mê Linh.
Là huyện có truyền thống văn hóa lâu đời, trong suốt thời kỳ phong kiến Việt Nam (1075-1919), nghĩa là từ khi triều Lý mở khoa thi đầu tiên đến khoa thi cuối cùng dưới triều Nguyễn, huyện Mê Linh liên tục có người đăng khoa. Toàn huyện có 15 tiến sỹ Nho học, trong đó dưới triều Lê có 12 danh nhân. Các danh Nho thể hiện là những người có nhiều đóng góp cho quê hương mình. Đỗ Nhuận người thôn Bạch Đa, xã Kim Hoa, đỗ tiến sĩ năm 1446 lúc 20 tuổi. Ông làm quan đến chức Thượng thư, Đông Các đại học sĩ, từng bước vào cung dạy học cho Vương tử và thường được đạo đàm với vua Lê. Nhờ giỏi thơ văn mà Đỗ Nhuận được vua Lê Thánh Tông phong làm Tao đàn Phó nguyên súy. Ông đã cùng các ông Thân Nhân Trung, Quách Đình Bảo, Đàm Văn Lễ, Đào Cử biên soạn sách “Thiên Nam dự hạ tập”, ghi chép chính sự về triều Lê, gồm 100 quyển. Ông còn cùng với Thân Nhân Trung và Lương Thế Vinh khảo cứu âm nhạc nước nhà và Trung Quốc, đặt ra hai bộ Đồng Văn và Nhã Nhạc. Hiện nay, trên địa bàn huyện cũng có nhiều di tích thờ các vị. Do đó, các di tích lịch sử văn hóa nơi đây không chỉ có giá trị về mặt các tâm linh, nghệ thuật, kiến trúc mà còn bao hàm tinh thần hiếu học, có ý nghĩa giáo dục sâu sắc cho các thế hệ con cháu noi theo.
Phần lớn các di tích lịch sử trên địa bàn huyện Mê Linh là thờ nhân thần, vì nơi đây là vùng đất gắn liền với các sự kiện lịch sử đấu tranh giải phóng dân tộc như: thời Hai Bà Trưng, thời kỳ nhà Tiền Lý. Tuy là huyện nằm văn sông, nhưng Mê Linh ít có di tích thờ thủy thần, ngay cả một xã nằm ven sông vẫn thờ nhân thần, điều này chứng tỏ nhân dân nơi đây ít chịu ảnh hưởng bởi yếu tố địa hình mà chịu ảnh hưởng sâu sắc bởi giá trị lịch sử.
Mê Linh cũng là huyện có nhiều di tích lịch sử cách mạng. Mê Linh là căn cứ địa cho các phong trào yêu nước chống giặc ngoại xâm, vừa là an toàn khu, nơi sơ tán các cơ quan Đảng, Nhà nước, đoàn thể Trung ương và địa phương; là nơi diễn ra các chiến dịch, các trận đánh vang dội. Các di tích lịch sử trong thời kỳ này phần lớn là trụ sở hoạt động bí mật của các chiến sỹ cách mạng.
Đặc biệt là vào năm 1943, nhân dịp lễ hội đền Hai Bà Trưng, nhân dân tỉnh Phúc Yên cũng đã tổ chức đấu tranh chống Pháp – Nhật. Cũng năm đó, đồng chí Trường Chinh về phổ biến nghị quyết của Thường vụ Trung ương Đảng, đền Hai Bà Trưng là địa điểm liên lạc bí mật của Đảng với các cơ sở cách mạng trong tỉnh. Cũng trong thời kỳ tiền khởi nghĩa, Trung ương Đảng đã chọn xã Tráng Việt làm địa điểm xây dựng xưởng in Tiến Bộ. Chính tại đây đã in lệnh Tổng khởi nghĩa tháng Tám năm 1945.
Trải qua thời gian, các di tích lịch sử - văn hóa vẫn mãi mãi biểu thị lòng tri ân, uống nước nhớ nguồn của các thế hệ đối với những người có công với nước với dân; đồng thời còn là minh chứng cho đôi bàn bàn tay khéo léo, óc sáng tạo của nhân dân, và là nơi để mỗi người dân Việt gửi gắm niềm tin, tâm hồn của mình sau những ngày lao động vất vả. “Mỗi di tích của chúng ta, dù lớn hay nhỏ đều được hun đúc từ truyền thống Việt Nam, bản sắc, cốt cách Việt Nam từ đời này kế tiếp đời khác thế là chúng trở nên quý giá đáng trân trọng và bảo vệ. Bảo vệ, tu bổ và tôn tạo di tích cũng chính là chúng ta đang học và thực hiện bản thông điệp không lời của tiền nhân gửi lại cho chúng ta, cho hôm nay và mai sau” (Giáo sư, Tiến sỹ Lưu Trần Tiêu).