Năm 866 Cao Biền khi ấy đã đắp xong thành Đại La bèn ra cửa Đông dạo chơi. Bỗng đâu gió nổi, mây mù, một người cao lớn mặc áo gấm cưỡi rồng ẩn hiện. Cao Biền sợ hãi, ngay lập tức nảy sinh ý định lập bùa trấn yểm. Đêm đó, Cao Biền nằm mộng thấy vị thần cao lớn ấy hiện ra khoan thai nói: “Ta là tinh anh ở Long Đỗ. Nghe tin ông đắp thành nên đến chơi. Việc gì phải trấn yểm?”. Tỉnh dậy, Cao Biền bèn lấy vàng, đồng và bùa chôn xuống đất để trấn yểm. Việc vừa làm xong, một trận cuồng phong nổi lên, vàng, đồng và bùa của Cao Biền bị đánh tan thành tro bụi. Cao Biền hoảng hồn, than thở “Ta phải về phương Bắc mất thôi!” rồi lập tức cho người lập đền thờ thần Long Đỗ. Quả nhiên, sau đó ít lâu Cao Biền bị triệu về cố quốc và phải chết tức tưởi.
Vào thế kỷ XI. Theo truyền thuyết, khi Đức vua Lý Thái Tổ dời đô ra thành Đại La, khi xây thành gặp trắc trở, Vua cầu thần Long Đỗ phù trợ định đô, xây dựng kinh thành mới đã được thần báo mộng thấy ngựa trắng.
Dấu chân của ngựa trắng đã chỉ cho nhà vua biết phải xây thành Thăng Long ở những vị trí nào sẽ được bền vững. Khi xây xong thành nhà vua đã đặt tên cho đền là Bạch Mã và phong thần Long Đỗ là Thành hoàng Quốc đô Thăng Long.
Vào đời vua Lý Thánh Tông (khoảng năm 1072), lúc bấy giờ, ở sông Hồng, có một con hồ ly tinh hoành hành, gây ra lũ lụt đắm chìm tàu bè, đời sống nhân dân cực khổ, dân thành Thăng Long mới lập đàn xin thần ra tay tương trợ. Thần Long Đỗ thương dân Thăng Long như con, liền về báo mộng cho người dân tìm đến đến thờ Huyền Thiên Trấn Vũ để nhờ ngài trợ giúp. Sau đó, thần Long Đỗ cùng Huyền Thiên Trấn Vũ đã trấn áp được con hồ ly, trả lại bình yên cho người dân.
