Giai thoại đầu tiên gắn với sự hình thành của D inh Cậu. Theo đó, vào khoảng thế kỷ thứ 17, những cư dân đầu tiên từ miền Trung đã đến định cư tại khu vực mà ngày nay là phường Dương Đông. Vào mùa biển động, nhiều người ra khơi gặp sóng dữ đã mãi mãi không về.
Một ngày nọ, dân trên đảo bỗng thấy một mỏm đá lớn, hình thù cổ quái dần dần nổi lên nơi cửa biển. Cho rằng đây là đá thiêng, mọi người đã góp tiền của công sức lập miếu thờ để cầu mong thần linh che chở trước tai ương từ biển cả.
Từ ngày việc thờ cùng được tiến hành, những chuyến ra khơi đều gặp thuận lợi trong cảnh sóng êm biển lặng. Tin lành đồn xa, người dân tứ xứ dần dần đổ về đây thờ cúng và sinh sống, hình thành nên cộng đồng dân cư trù phú nhất của đảo Phú Quốc.
Giai thoại thứ hai về dinh Cậu gắn với tên gọi của di tích nay. Theo đó, danh xưng "Cậu" ở đây liên quan mật thiết đến tín ngưỡng thờ bà Chúa Ngọc Nương Nương và hai cậu con trai của bà là Cậu Quý và Cậu Tài.
Tín ngưỡng thờ bà Chúa Ngọc và hai Cậu được cho là xuất phát từ những nhân vật có thật ở miền Trung. Do không còn dòng nào trong sử sách về những con người này được lưu lại nên những gì người đời biết về họ chỉ là những câu chuyện nửa thực nửa hư được lưu truyền trong dân gian.
Theo một lời đồn đại, Cậu Tài và Cậu Quí rất mê cờ bạc, đá gà và thường thắng trong các cuộc đỏ đen. Vì vậy nhiều tay cờ bạc từ bốn phương về Dinh Cậu cúng kiếng cầu xin vận may. Dù vậy, các nhà nghiên cứu văn hóa khẳng định đây là một quan niệm lệch lạc.
Theo Ths. Lê Thị Minh Thư (ĐH Văn hóa TP HCM), hình tượng bà Chúa Ngọc Nương Nương có thể là kết quả của sự giao thoa giữa đạo Mẫu của người Việt với tín ngưỡng thờ Mẹ Xứ Sở của người Chăm và Mẹ Lúa của Khmer.
Việc “Cậu” được tôn lên vị trí cao, bên cạnh vị thần chủ là bà Chúa thể hiện nét đặc trưng của sự giao thoa văn hóa tâm linh giữa các cộng đồng người Việt Nam nơi biển đảo, thể hiện tính đa dạng trong thống nhất của văn hóa Việt Nam.
Ngoài các giai thoại kể trên, người dân Phú Quốc còn lưu truyền câu chuyện về một người đàn ông kỳ lạ xuất hiện tại Dinh Cậu đầu thế kỷ 20. Lúc đầu, ông tá túc tại đây, làm các việc quét dọn, nhang đèn. Ông không nói chuyện mà chỉ ra dấu nên không ai biết quê quán, gốc gác ở đâu.
Một thời gian sau, ông không ở trong ngôi miếu nữa mà chui xuống hang dưới lòng hòn đá lớn quy ẩn. Ông dùng đá tự lấp cửa hang. Nhiều người lo ông chết đói đã đem cơm chay đến đặt trước cửa hang nhưng đến ngày sau vẫn thấy còn nguyên. Khi kiểm tra thì thấy ông vẫn sống.
Sau hai năm tu ẩn, một ngày nọ, người đàn ông ra khỏi hang, trở lên miếu tiếp tục công việc của một thủ từ. Lần xuất hiện này, ông chịu nói chuyện nhưng rất kiệm lời. Mỗi khi mở miệng, ông thường tiên tri hậu vận cho những người đến lễ bái...
