結局、商店街等からの熱心な働きかけもあって、（実験開始4日前の）1969年8月2日に社会実験実施の道路使用許可が北海道警察旭川署から出された。これは「旭川夏まつり開催により（歩行者・自動車で）混雑するから（歩行者を保護する）」という理由を名目に、車両通行止めの許可がなされたものである。「他の道路が大渋滞した場合には直ちに社会実験を中止すること」「交通整理員を配置すること」という条件付の許可ではあったが、商店街等からは北海道警察の大英断とたたえられた。商店街側は当初1ヶ月間の社会実験実施を希望していたが、「お祭りの場合の露店に準じて許可する」との解釈により、実験期間もお祭りに準じた期間で十分として短縮され、結局1969年8月6日（水）から17日（日）までの12日間の許可期間となった。露店扱いで12日間も許可すること自体が、当時としては拡大解釈であったため、まさに警察側の大英断であった。実験期間中、一部交差点に臨時の仮設信号機を立てることになった。これも警察側から得られた支援・協力として見逃せないエピソードとなった。
道路を歩行者天国（買物公園）化するためには、道路交通法による警察からの「道路使用許可」及び道路法による道路管理者からの「道路占用許可」の2つの「許可」が必要不可欠であったが、一時的な社会実験といえども、前例のない歩行者天国（買物公園）化の社会実験構想に対し、警察側も国道管理者側も強硬に抵抗した。1日に1万6000台以上の自動車交通量がある、総幅員20 mの当時国道40号の幹線道路から車を締め出すなど、当時の常識からして考えられなかったからである。市役所内の消防本部からも歩行者天国化に対し難色が示された。この局面を打開するため、市・商店街・商工会議所と関係官庁との合同会議が1969年6月23日に開催された。ただ、前例のない提案に対し、関係官庁側は「現行法では認められない」と反対意見を繰り返すばかりであった。その時、商店街の長老が「士農工商というのは現代にも存在するのか」と発言し、関係官庁側をひるませた。長老は「広域商業診断でも買物公園化が勧告されたではないか」「若い芽を摘まないでほしい」とたたみかけ、関係官庁に強く懇願し、その発言を境に流れが大きく変わった。こうしたなか、社会実験の許可が得られるかどうか見込みが不明の状況下で、造園設計・資材発注等は「見切り発車」で密かに行われていた。
商店街の一部には、「歩行者天国（買物公園）化で逆に買物客が減少する」「車利用の買物客が来なくなる」といった疑念や不安感が強く、国道・道道である平和通から車両を締め出すことにより、「昭和通（総幅員：27 m）や緑橋通（総幅員：36 m）等の周辺道路が混雑しないか？」といったような懸念も交通関係者にはあった。そこで、歩行者天国（買物公園）化した場合の影響をあらかじめ把握し検証するためにも、「まずは試験的に車両を締め出して歩行者天国（買物公園）をやってみよう」ということになった。
1963年に旭川市長に当選した五十嵐広三（後の建設大臣・内閣官房長官）は、平和通の歩行者天国（買物公園）化について具体的に検討を進め、1965年年頭に平和通買物公園構想の立案計画を市政方針で発表した。ヨーロッパのモールのように、ゆったりと買物が楽しめる緑の空間を造りだし、モータリゼーションに対抗して「人間性回復」をアピールすることにより、平和通商店街の繁栄・魅力づくり、旭川のイメージアップに役立たせようとするものだった。1968年には「旭川市広域商業診断勧告書」が公表された。勧告書の内容は、「旭川の商圏は人口の割に小さい」「平和通商店街に改善意欲が乏しい」「現状のままでは次第に衰退する」と指摘する一方で、「企業努力で容易に商圏拡大が可能である」とも述べられており、旭川市商業の長期ビジョンとして「都市再開発のための買物公園造成による魅力ある街づくり」を図るよう勧告するものであった。このような経過から、商店街にも現状・将来に対する危機意識が生まれ、平和通の歩行者天国（買物公園）化に向けた機運が高まりつつあった。
社伝では、もとは酒折宮北方の御室山山上に祀られていたとされる。その後、日本武尊が東征の帰路において水害防止として現在地に珠を埋め、その上に杉を植え依り代として国玉大神を祀った。すると洪水は鎮まったことから、のちに社が築かれたとされる。また、この杉は「玉室杉」と呼ばれたことから「玉諸」の名が起こったとされる。また、周辺の「国玉（くだま）」の地名は当社に由来している。当社北方の御室山麓に拝殿跡とされる場所があり、拝殿跡が御室山遥拝所の性格を有すること・当社現在地から御室山が望めることから、元々御室山を祀ることに始まったと考えられている。御室山山中には数ヶ所の磐座が残るほか山麓には古墳・遺跡が多く残っていることからもその信仰がうかがわれる。その山頂には山宮が設けられ、かつては神幸が行われていたと伝えられる。また当社は甲斐国の三宮とされ、春の御幸祭では信玄堤近くに鎮座する三社神社（甲斐市竜王）・上石田の三社諏訪神社（甲府市上石田）まで一宮（笛吹市の浅間神社）・二宮（笛吹市の美和神社）とともに渡御する川除祭（水防祭）が古くから行われている（現在は竜王三社神社のみ。詳しくは信玄堤#信玄堤竜王河原宿と御幸祭を参照）。御幸祭では「ボンボコサン」と呼ばれる神馬が担ぎ出される。これは鞍の上に梵天を立てたもので、江戸時代の宝暦9年（1759年）作成の三宅済美筆『御幸祭絵図』においても描かれている。また、大正期には若尾謹之助が「御祭礼及縁日」において記録している。ただし、古代から中世にかけては由緒以外に史料がなく実態は不明で、竜王三社神社への神幸も実際には永禄年間（1558年-1570年）以降に始まったとされる。中世には武田氏から崇敬を受け社殿も造営されたと伝えられるが、天正10年（1582年）の武田氏滅亡時に兵火で焼失した。その後徳川氏が当地を治めるにあたって保護を受け、江戸時代には朱印61石が安堵された。大正11年、近代社格制度において県社に列した。