Không có tư liệu nào ghi lại chính xác năm khởi dựng đền Ken, chỉ biết rằng đền được dựng vào đầu thế kỷ XIX. Năm 2006, đền được trùng tu, tôn tạo khang trang sau thời gian dài bị xuống cấp. Đây là nơi thờ Nguyễn Nhạc, Nguyễn Huệ, các tướng lĩnh Tây Sơn và thánh Hoàng Long. Thời kỳ hậu Lê, Trịnh - Nguyễn phân tranh, đất nước bị chia thành hai. Dưới ngọn cờ khởi nghĩa Tây Sơn của ba anh em Nguyễn Huệ, Nguyễn Nhạc, Nguyễn Lữ, tập đoàn phong kiến Lê - Trịnh - Nguyễn bị xóa bỏ, đất nước được thống nhất. Khi Nguyễn Huệ qua đời, Nguyễn Ánh đem quân đánh đổ triều đại Tây Sơn và lên ngôi vua năm 1802, lấy hiệu Gia Long, lập ra nhà Nguyễn, đóng đô ở Phú Xuân (Thừa Thiên Huế ngày nay).
Khi lên ngôi, Gia Long lập kế hoạch trả thù nghĩa quân Tây Sơn. Những người tham gia nghĩa quân Tây Sơn phải phiêu bạt khắp nơi và phải đổi họ hoặc tên đệm để lánh nạn. Trong số đó có Nguyễn Công Chất - tôn thất của triều Tây Sơn. Sau khi hận thù nguôi ngoai, nhà Nguyễn hạ chiếu, chiêu hồi người tài giỏi. Nguyễn Đình Thu là cháu nội Nguyễn Công Chất được bổ nhiệm làm Tri châu Văn Bàn. Ông lấy vợ người dân tộc Tày tại bản Ken. Tại đây, ông cho xây một ngôi đền ở núi Tác Tầng (bản Đồng Vệ, xã Chiềng Ken) để thờ Mẫu Thượng Ngàn.
Sau này, con trai Nguyễn Đình Thu là Nguyễn Đình Long kế tục cha làm Tri châu Văn Bàn đã di chuyển ngôi đền đến bản Ken và vận động nhân dân khai hoang, trồng lúa nước. Vào tháng Giêng hằng năm, ông tổ chức lễ hội cầu mưa thuận gió hòa, mùa màng tốt tươi cho người dân. Đây chính là Lễ hội Lồng tồng (xuống đồng) được người dân Văn Bàn duy trì đến ngày nay. Lễ hội diễn ra với các nghi thức khấn xin thánh Mẫu Thượng ngàn linh ứng, sau đó là lễ rước tại khu ruộng gần đền Ken, nay là khu Na Lông Tông (ruộng để làm lễ hội xuống đồng).
Cuối thế kỷ XIX, tàn quân Cờ vàng Trung Quốc tràn sang vùng Văn Bàn (Lào Cai) và Than Uyên (Lai Châu) để cướp phá. Nguyễn Đình Long đã phối hợp cùng Cầm Văn Hánh - thủ lĩnh người Thái ở Than Uyên đánh đuổi chúng ra khỏi Văn Bàn, Than Uyên và hy sinh trong trận chiến này. Để tưởng nhớ công ơn của ông, nhân dân tôn ông là thánh Hoàng Long và thờ tại đền Ken.
Năm 2006, đền Ken được xếp hạng Di tích lịch sử, văn hóa cấp tỉnh.