当社の御鎮座は社伝によれば、奈良時代・聖武天皇の御代、天平4年（732年）9月に海岸に奇端があったので、神明宮として伊勢神宮から布師浦（ふしうら）の蔵ヶ浜（ぞうがはま）（今の石油基地の沖合い辺り）に勧請され、海岸鎮護・住民の守護神として創祀されました。
万葉の歌人・越中国守大伴家持卿が在任した天平の頃、当社を崇敬したと伝えられています。その後、社地は波浪の侵食を受けて幾度か遷り、江戸時代の末期、文化10年（1813年）9月24日、現在の地（八幡社に合祀、国府別館の跡地、字大館、館ヶ丘）に遷座しました。この時、神幸供奉として伏木曳山が造られ、勇ましい曳山行事となって現在に至り、ますます神賑わいを極めています。
近郷11ヶ村の総社として崇敬され、氏子の繁栄につれて御神輿の渡御が行われ、そのお供として母衣（ほろ）（武者行列）、花傘、行燈などが作られて賑わいました。
明治16年8月 伏木
神社と改称されました。
約300年にわたる武家政治に代わって、新しい近代国家が生まれようとする頃、その原動力となったものは、勤王による国家的自覚と庶民階級の台頭でした。1年に1度、伏木神社の祭礼に港の若人が、威勢よく山車を曳くことによって、ますますその活力を蓄えたのでした。明治の人々はこの勇壮な囃子によって「イヤサー、イヤサー」と弥栄えに栄え、港や町の発展のために協力し、現在にその心が受け継がれています。
現在の社殿は、氏子及び尾崎宮司家奉務神社22社氏子・会社・工場・商店等の篤志により昭和57年12月に竣功し、翌58年5月春祭に合わせ氏子全員で盛大に慶賀祭が斎行され、竣功を祝いました。
社宝として鎌倉時代のものと思われる狛犬一対と、寛文6年（1666年）の浦高札があります。
平成２５年には御鎮座１２８０年・御遷座２００年記念大祭斎行予定です。
