平安時代前期に編纂された『日本三代実録』に「武蔵国氷川神」の名で神階授与の記載がある。数年の間に位が上がっていることから、朝廷から崇敬されていたことが分かる。
平安時代中期の『延喜式神名帳』には「武蔵国足立郡 氷川神社 名神大 月次新嘗」と記載され、名神大社に列し、朝廷からの月次祭と新嘗祭では官幣に預かっていた。
中世.
一宮・三宮に関する議論.
平安時代中期の『延喜式神名帳』では氷川神社は名神大社として記載される。しかしながら鎌倉時代の歴史書『吾妻鏡』には、現在の東京都多摩市に所在する小野神社（延喜式神名帳では「小社」）を指すと思われる「多磨郡吉富に一宮」の記述があり、平安時代に社格の逆転があったと考えられる。
武蔵国総社である東京都府中市の大國魂神社（六所宮）では、南北朝時代に編纂された『神道集』を基にして、武蔵国内の一宮から六宮までを「武州六大明神」として祀っており、公式に「一宮」を小野神社、「三宮」を氷川神社としている。現在も大國魂神社の例大祭（くらやみ祭・武蔵国府祭）の祈祷に、氷川神社の神官が「三宮」として参じている。
一方、室町時代後半に編纂されたと思われる『大日本国一宮記』は氷川神社を一宮とした。前述を基に、室町時代以降に氷川神社が小野神社に替わって一宮の地位を確立したとする説もある。
これとは別に「氷川女躰宮」が一宮ともされている。
近世.
近代以降.
明治初頭の寺院整理神社統合により、供僧観音寺は本地仏とともに北足立郡下加村（現・さいたま市北区日進町二丁目）の万福寺へ退転した。また、神域である社有林が開かれて、埼玉県で最初の近代公園「大宮公園」として整備された。
境内.
現在の社殿の多くは紀元二千六百年を記念して造替されたもので、本殿、拝殿、舞殿、楼門、手水舎などは神社局造営課の角南隆や谷重雄、斎館などは国粋建築研究所の二本松孝蔵によるものとされる。
参道.
参道の周辺は、二の鳥居の南側では、参道を挟んで西側が官民のビルや大型マンションが建ち並ぶ大宮の中心市街地、東側が区画された住宅地と、街並みが大きく異なっている。神社に近い二の鳥居の北側では、勅使斎館等の行事施設や市立博物館が並ぶほかは閑静な住宅地であり、特に神社と参道の周辺は風致地区として、建築制限が課せられている。