寛弘年中（１００４～１２）に、源頼信（多田満仲の三男）が、石清水八幡宮の神霊を請じて、霞ヶ関のあたり（榎坂とも）に創建したという。太田道灌の江戸城築城に際し（築城は長禄元年・１４５７）、現在地に遷された（諸説あり慶長５年とも）。徳川秀忠（徳川二代将軍）正室の崇源院（諱は「江（ごう）」・「お江」･浅井長政とお市の方の三女・家光の生母）は、慶長５年（１６００）、家康・秀忠の関ヶ原の戦での戦勝と安全を祈願し、その報賽として社殿建立の遺志を残しており、家光公御代寛永１１年（１６３４）、社殿が造営され、同時に御神体の木像（八幡宮座像･仲哀天皇座像･神功皇后座像）と明王像（不動明王立像･愛染明王座像）も奉納された。（享保8年（1723）の火災により焼失）
元和５年（１６１９）には時の鐘が建てられたが、寛文１０年（１６７０）に割れてしまい、現存はしていない。享保８年（１７２３）の火災の翌年には土蔵にて社殿が建造されたが、文化８年（１８１１）にも火災に遭い、文政元年（１８１８）に再建されている。この二回の火災により宝物･旧記等はことごとく失われた。また、その間にあっても明和３年（１７７０）・文化１２年（１８１５）・文化１３年（１８１６）には境内で大相撲が行われ、落語や講談で有名な阿武松緑之助（おうのまつみどりのすけ）も相撲を取っている。
明治維新の神仏分離までは、八幡山普門院と称し、東叡山の末寺であったが、江戸八所八幡の一つに数えられ、八八幡詣（ややはたもうで）として多くの参詣を受け、周辺は門前町として賑わった。
また、天保９年（１８３８）刊行の「東都歳時記」８月１５日の項に当時の祭礼の様子が次の通り記されている。『毎年神輿産子の町を渡し、 西久保大通りへ御旅所を儲けて十三日より御旅出あり。今日放生会をなす。町々より隔年踊りねりものを出す事、丑卯巳未酉亥の年なり。』
昭和１５年、皇紀２６００年を記念して、境内を整備し、玉垣･神楽殿･御輿庫が新築された。祭礼には門ごとに軒提灯を下げ、牛車にのせた御輿が氏子中を練り歩いた。市兵衛町（六本木一丁目あたり）の偏奇館主人荷風散人（永井荷風）は、その日記に「西ノ久保八幡宮祭礼にて近巷賑かなり」「飯倉八幡宮の祭礼にて馬鹿囃子の音夜ふけまで聞こゆ」など記す。
昭和２０年３月、戦災により、社殿はじめ御輿庫、社務所を焼失、５月神楽殿も焼夷弾の直撃を受けた。終戦当日は、焼野原に建つトタン葺の仮社殿で大祭式を終え、数名の参列者とともに、玉音に接するありさまであった。氏子の町々の復興とともに昭和２８年８月社殿を総桧木により復興、同２９年町内御輿庫再建、同時に手水舎を時の氏子総代山田信治郎氏奉納、同３７年末社稲荷社･人麻呂社を復興。同４０年国道一号線拡幅工事に伴い、鳥居･石灯籠および熊谷橋の移築。同５１年８月社務所を木造瓦葺で新築した。
平成２３年１月、御鎮座一千年奉祝事業の嚆矢として男坂玉垣を修復、同8月奉祝記念大祭斎行、同１２月奉祝記念碑を建立した。
平成２７年７月には戦災により消失した御本社神輿を復興。平成２９年８月１１日、戦後初めて御本社神輿の神幸祭を行った。
令和の御大典を奉祝し、令和元年より社殿ほか神社施設の建て替えおよび境内整備事業、「令和の御造替事業」を開始。社殿は戦後復興時の様式を踏襲し流造の本殿と幣殿、拝殿を連結した複合社殿（権現造）により再建され、令和３年１０月２９日本殿遷座祭を斎行した。
御神徳は国家鎮守・勝運守護・開運・厄除・海上安全・交通安全・家内安全・社内安全・五穀豊穣・商売繁盛・安産・成長守護など多岐に亘ります。
境内末社
稲荷社 宇迦之御魂神（うかのみたまのかみ）
人麿社 柿本人麻呂（かきのもとのひとまろ）
庚申社 猿田彦神（さるたひこのかみ）
八幡さま（八幡大神）の信仰についてはこちらをご覧ください。
