Nằm ở trung tâm thành Cổ Loa, đền Thượng hay đền thờ An Dương Vương là công trình có tầm quan trọng đặc biệt trong quần thể di tích này. Tương truyền, đền được xây trên nền nội cung của vua An Dương Vương ngày trước.
Trong khuôn viên có hai hố sâu hình tròn, mà người đời truyền tụng là “mắt rồng”. Một hố luôn đầy ắp nước dù là mùa hạn, trong khi hố kia luôn khô cạn ngay cả khi mưa như trút. Điều này gắn với một truyền thuyết phong thủy được lưu truyền hàng ngàn năm qua.
Truyền thuyết này kể rằng, sau khi An Dương Vương lên ngôi, ông lệnh cho các thầy địa lý tìm khắp cõi Âu Lạc xem ở đâu có thế đất đẹp để dựng kinh đô. Sau hàng tháng trời tìm kiếm, các thầy đã tìm thấy một vùng đất lý tưởng.
Vùng này là đỉnh của vùng tam giác châu thổ sông Hồng, một vị trí rất đắc địa bởi từ đây có thể khống chế một vùng rộng lớn cả đồng bằng lẫn sơn địa. Đó chính nơi thành Cổ Loa sẽ được xây dựng.
An Dương Vương quyết định dời đô từ Phong Châu (nay là Lâm Thao, Phú Thọ) về vùng đất mới. Khi đoàn thuyền của vua đến, nơi đây đang xảy ra một cảnh tượng lạ kỳ: Chín con rồng quần nhau để giành một hòn ngọc lớn.
Vua cho đấy là điềm lành của bậc đế vương nên chọn đúng nơi mà chín con rồng quần thảo để xây chính điện - nơi là đền thờ An Dương Vương ngày nay.
Tương truyền, cuộc hỗn chiến của bầy rồng kết thúc khi con rồng khỏe nhất chiếm lĩnh được hòn ngọc và ngậm vào mồm. Nhưng nó cũng bị hỏng một mắt trong khi quần thảo.
Theo một lời kể khác thì chính vua An Dương Vương đã dùng bảo kiếm của mình chọc thủng mắt rồng để chế ngự bản tính hung dữ của nó. Sau đó, vua cho dựng chính điện trên đầu rồng.
Hai hố tròn trong khuôn viên đền chính là hai mắt của con rồng thuở nào. Hố không có nước là mắt rồng bị chột, còn hố có nước là mắt rồng còn lành...
