Thuở ban đầu, theo nhận định của nhà nghiên cứu - bác sĩ người Pháp Albert Sallet, núi Ngũ hành xưa là đảo San hô đá vôi, có thể nơi đây từng là địa điểm phục kích của bọn cướp biển hoặc chỗ trú ẩn của dân chài biển[1]. Sau này, có thể người Chăm đã lợi dụng “các thể khối đá vôi trồi lên sừng sửng chính là các pháo đài thiên nhiên, các tiền đồn để bảo vệ, canh gác phía biển”[2].

Đến thế kỷ VII-XI, khu vực quanh chân núi Ngũ Hành Sơn đã phát triển trở thành một “làng bến - thị tứ” cường thịnh, sầm uất, giữ vai trò là “vệ tinh” của các thương cảng lớn, là trung tâm buôn bán nhỏ, nơi tiêu thụ, trung chuyển, tập trung hàng hóa về Cửa Đại để trao đổi với các thuyền buôn giữa các vùng hay thương thuyền của Trung Quốc, Ả Rập và các quốc gia khác trên con đường "tơ lụa quốc tế trên biển”.

Điều này được thể hiện rõ qua kết quả của 02 đợt khai quật di chỉ khảo cổ Nam Thổ Sơn (năm 2000 và 2018), dưới chân ngọn Thổ Sơn. Các hiện vật tìm được vô cùng phong phú về loại hình và chất liệu, nhất là sự có mặt của các di vật có nguồn gốc từ nước ngoài trong đó có một số hiện vật có nguồn gốc ngoại nhập như gốm thời Đường, gốm thủy tinh Islam, tiền “Khai Nguyên                    Thông Bảo”,...

Đồng thời, trong giai đoạn này, khu vực trên đỉnh núi Ngũ Hành Sơn cũng đã trở thành một trung tâm tâm linh tín ngưỡng, nơi người Champa thể hiện sự ngưỡng vọng của mình tới các đấng thần linh tối cao. Trong những trang sách viết về Ngũ Hành Sơn của người Pháp từ cuối thế kỷ XIX – đầu thế kỷ XX, có đề cập đến việc phát hiện một số dấu tích đền tháp sụp đổ và các tác phẩm điêu khắc Champa tại các ngọn núi thuộc danh thắng Ngũ Hành Sơn hay trên Bản đồ khảo cổ học Champa năm 1908 của Henri Parmentier có ghi tên “Tháp Ngũ Hành Sơn”. Đặc biệt, hiện nay, danh thắng Ngũ Hành Sơn vẫn còn bảo lưu nhiều di vật, cổ vật có giá trị như: đài thờ phong cách nghệ thuật Đồng Dương ở trước sân chùa Linh Ứng, đài thờ phong cách nghệ thuật Đồng Dương ở hang Chiêm Thành thuộc động Tàng Chơn, đài thờ phong cách nghệ thuật Đồng Dương ở động Huyền Không, hai trụ cửa đá sa thạch ở trên đường lên chùa Tam Thai (đây có thể là những trụ cửa của một ngôi tháp Chăm đã bị đổ và được chuyển về vị trí hiện nay), bệ đá hình vuông mang phong cách Mỹ Sơn A1 ở sân chùa Linh Ứng, tượng linga-yoni ở động Tàng Chơn, các tượng hộ pháp ở động Tàng Chơn, 03 tượng nữ thần Po Inư Nagar ở động Huyền Không và động Tàng Chơn, gạch Chăm lát nền động Huyền Không…

Sau đó, năm 1306, với cuộc hôn nhân lịch sử giữa Huyền Trân Công chúa và vua Chế Mân (Jaya Simhavarrman III) đã mang về cho quốc gia Đại Việt một món quà sính lễ vô cùng lớn là 2 châu: châu Ô và châu Lý (vùng đất từ Nam Quảng Trị, Thừa Thiên đến Bắc Quảng Nam ngày nay). Đến năm 1307, nhà Trần chính thức sáp nhập vùng đất này vào lãnh thổ Đại Việt, đổi tên 2 châu này thành Thuận Châu và Hóa Châu. Lúc này, Ngũ Hành Sơn thuộc Hóa Châu.

Sự kiện chuyển giao hòa bình giữa hai vương triều này chính là nền tảng bảo đảm cho các thiết chế thờ tự và cả những tập tục, tín ngưỡng của người Champa trên Ngũ Hành Sơn được người Việt tiếp thu, lưu truyền và Việt hóa.

Theo Li Tana: “Người Việt Nam đã bị chi phối rất nhiều bởi phong tục của người Chăm. Sống trong vòng ảnh hưởng của bùa, phép, thư, ếm rất linh ứng, người Việt bị bắt buộc phải theo các tục lệ hoặc phương thức thờ cúng của người Chiêm Thành”[3]

“Người Việt ở Đàng Trong còn đi xa hơn nữa khi chấp nhận một mức độ hợp giáo và thu nhận tất cả các tập tục và tín ngưỡng của địa phương có thể giúp họ tồn tại và phát triển giữa những thần linh mới tại vùng đất phía nam”[4].

Từ thế kỉ XV - XVI, người Việt từ phía Bắc di cư vào, tiếp quản và định cư ở các làng Hóa Khuê, Quán Khái quanh chân núi Ngũ Hành Sơn. Sự giao lưu, tiếp xúc và tiếp biến giữa hai hệ văn hóa Việt - Chăm diễn ra mạnh mẽ, làm cho vùng đất Ngũ Hành Sơn có thêm nhiều dấu ấn đặc biệt. Trong đó, sự giao thoa về mặt tín ngưỡng, tôn giáo là điểm nhấn đáng chú ý hơn cả. Bên cạnh việc bảo lưu và phát huy các giá trị văn hóa truyền thống của “quê cha đất tổ”, người Việt đã dung hợp và Việt hóa một số hình thức văn hóa tâm linh của người Chăm, tiêu biểu nhất là việc thờ phụng các Bà Ngọc Phi và Lôi Phi ở động Huyền Không, Linh Sơn Thánh Mẫu ở động Tàng Chơn. Các vị thánh mẫu này thực chất là nữ thần xứ sở Po Inư Nagar của người Chăm và tượng thờ Bà vẫn là tượng đá sa thạch theo phong cách tạo hình Ấn Độ cổ được sơn son, thiếp vàng, khoác lên mình xiêm y, áo mão rực rỡ.

Từ thế kỷ XVII-XIX, Ngũ Hành Sơn trở thành một trung tâm Phật giáo xứ Đàng Trong, với một hệ thống chùa chiều, miếu mạo dày đặc, và hầu như ở ngọn núi nào, hang động nào cũng dựng được chùa, đặt am, miếu để thờ Phật, thờ thánh thần, thờ biểu tượng tâm linh của người Việt lẫn người Chăm, trong đó có nhiều danh lam cổ tự được xây dựng qua các thời kỳ lịch sử khác nhau. Hiện nay, tại danh thắng Ngũ Hành Sơn đã có 14 ngôi chùa lớn nhỏ tồn tại. Núi Thủy Sơn có 5 chùa, tháp: Chùa Tam Thai, Chùa Linh Ứng, Chùa Tam Tôn, Chùa Từ Tâm, Tịnh thất Hồng Tháp. Núi Kim Sơn có 2 chùa: Chùa Quan Âm, Chùa Thái Sơn. Núi Hỏa Sơn có 3 chùa: Chùa Linh Sơn, Chùa Phổ Đà Sơn, Chùa Ứng Nhiên Phật Tông Tự. Núi Thổ Sơn có 4 chùa: Chùa Long Hoa, Chùa Huệ Quang, Chùa Hương Sơn, Chùa Giác Hoàng Viên. Trong đó có chùa Tam Thai và chùa Linh Ứng đã được vua Minh Mạng sắc phong Quốc tự vào năm 1825.

Từ năm 1802, khi triều Nguyễn xác lập chọn Thừa Thiên Huế là kinh đô thì Đà Nẵng trở thành phên giậu quan trọng che chắn phía Nam để bảo vệ vương triều. Với vai trò quan trọng, Đà Nẵng được triều đình nhà Nguyễn quan tâm đặc biệt, các vua thường xuyên đi thị sát và thăm thú nhiều cảnh đẹp nơi đây, trong đó có danh thắng Ngũ Hành Sơn. Đặc biệt là vua Minh Mạng, ông đã 3 lần xa giá đến đây và có nhiều đóng góp xây dựng Ngũ Hành Sơn. Năm 1837, trong lần ngự du cuối cùng, vua Minh Mạng đã ban sắc đặt tên cụm núi này là Ngũ Hành Sơn.

Đại Nam dư địa chí ước biên thời Nhà Nguyễn chép: “Năm Minh Mạng thứ mười tám (1837) có sắc chỉ, ban cho ngọn núi phía đông bắc (núi Tam Thai) là Thủy Sơn. Ba ngọn núi phía tây nam là núi Mộc Sơn, núi Dương Hỏa, núi Âm Hỏa. Hai ngọn phía tây là Thổ Sơn, Kim Sơn, (cho) khắc tên núi lên đá”[5].

Sử nhà Nguyễn cho biết: “Mùa hạ, tháng 5 Minh Mạng thứ 6, vua xa giá tam tuần. Ngày Mậu Tuất, thuyền ngự đến bến Hóa Khuê. Hạ lệnh xa giá lên Ngũ Hành, đến hai chùa Trang Nghiêm và Bảo Đài xem khắp hang động và các bi ký. Bảo thị thần rằng: “Núi này là danh thắng bậc nhất, các thánh triều ta khi rỗi công việc thường đến chơi đây”. Đúng 10 năm sau, vua Minh Mạng trở lại Ngũ Hành Sơn. Sử nhà Nguyễn chép: “Khi trẫm bắt đầu ra đi, trước mặt đã vâng lời Từ Dụ, nên cúng 100 lạng bạc ở núi Ngũ Hành, vậy cho phát bạc ở kho Quảng Nam 100 lạng và trẫm cũng bố thí 1000 quan tiền, giao cả cho bố án để chi tiêu thay vào các tiết hằng năm và ngày Thánh thọ đại khánh tụng kinh làm phúc để cầu Thánh mẫu Hoàng Thái Hậu ta sống lâu mãi mãi; dưới đến thần dân đều được khỏe mạnh vui vẻ”. Sau chuyến đi trở về, vua Minh Mạng đã lệnh cho tôn tạo Ngũ Hành Sơn, trong đó chủ yếu là xây dựng và sửa sang các chùa chiền, tô tượng, đúc chuông, ban cấp kinh sách.

Tiếp sau vua Minh Mạng, các đời vua Thiệu Trị, Tự Đức, Thành Thái sau này đều có những ưu ái đối với Ngũ Hành Sơn.

Đối với vua Thiệu Trị, sau lễ đăng quang tại điện Thái Hòa, ngày 16 tháng 2 năm Tân Sửu, vua đã xuống dụ tổ chức lễ trai đàn tại các chùa ở Ngũ Hành Sơn để khao mừng. Nhà vua vẫn duy trì việc ban cấp kinh phí cúng tế cho các chùa Tam Thai và Ứng Chân. Vua Tự Đức còn ban cấp ruộng đất cho các chùa trên để có thêm nguồn thu trang trải công tác Phật sự.

Cũng trong giai đoạn này, cùng với sự phát triển của kinh tế ngoại thương Đàng Trong, Ngũ Hành Sơn nằm bên cạnh sông Cổ Cò – con sông nối liền cửa Hàn đến cửa Đại Chiêm, nối liền con đường chính cho hoạt động thương mại từ Đà Nẵng đến thương cảng Hội An, đã trở thành điểm dừng chân lý tưởng của những thương nhân người Nhật, người Hoa, người Ả Rập...và sau đó là các thương nhân, nhà truyền giáo Tây Phương. Bộ phận người này đã làm tăng thêm sự phong phú trong các sinh hoạt của đời sống xã hội lúc bấy giờ ở Quảng Nam - Đà Nẵng nói chung và Ngũ Hành Sơn nói riêng.

Minh chứng rõ nhất cho vấn đề này là các nội dung được ghi lại trên văn bia ma nhai “Phổ Đà Sơn Linh Trung Phật”, khắc trực tiếp trên vách đá tại động Hoa Nghiêm. Văn bia này do thiền sư Huệ Đạo Minh lập năm Canh Thìn (1640) ghi lại danh sách 53 tín hữu đã phụng cúng hàng ngàn quan tiền, hàng chục lạng bạc nén và hàng trăm cân đồng để xây dựng chùa Bình An trên ngọn Thủy Sơn (trước kia có tên là Phổ Đà Sơn). Những người hiến cúng, ngoài người Việt ở Đà Nẵng, Hội An còn có người Trung Hoa, các thương nhân Nhật Bản lập dinh sinh sống tại Hội An.

Hay bức tranh cổ “Thác Kiến Quán Thế Âm” lưu tại chùa Tam Thai. Trước đây, bức tranh này là món quà của An Nam Quốc Vương thỉnh từ chùa Tam Thai tặng cho thuyền Châu Ấn của dòng họ thương nhân Chaya (Nhật) khi thuyền đến Hội An cách đây 400 năm.

Châu bản triều Nguyễn và Đại Nam thực lục có ghi lại việc các đoàn khách phương Tây đã nhiều lần xin viếng Ngũ Hành Sơn. “Sứ nước Ma Li Căn (Hoa Kì) ở Tây dương là Ba Li Chì (Balestier) chở 1 chiếc thuyền đến cửa biển Đà Nẵng nói: Mang thư của nước ấy đến tạ lỗi, xin thông thương. Tỉnh thần Quảng Nam là bọn Ngô Bá Hy (án sát) đem việc ấy tâu lên. Vua sai Tôn Thất Bật là Hậu quân Đô thống lĩnh Tổng đốc Quảng Nam (khi ấy hiện khuyết) chọn 1 người thị vệ, 1 người thông ngôn có tính cẩn tín đến đồn cửa biển tuỳ tiện làm việc. Khi ấy, Bật bàn với bọn Ngô Bá Hy sai thông ngôn là Hoàng Văn Nghị trả lời rằng: Nhân dân nước ta chuyên nghề làm ruộng trồng dâu, không thích chơi của lạ, nếu có lại buôn cũng không lợi gì, thư này không dám đề đạt lên. Ba Li Chì nói : nếu không đề đạt lên, thì thuyền nước ấy không dám trở về. Tôn Thất Bật bèn xin tạm nhận thư kia, tuỳ cơ biện bắt bắt bẻ. Vua không cho. Ba Li Chì xin đi chơi núi Ngũ Hành, rồi chở thuyền đi”[6].

Từ nửa sau thế kỉ XIX đến đầu thế kỉ XX, thực dân Pháp xâm lược rồi đặt ách thống trị lên đất nước ta. Đà Nẵng trở thành nhượng địa của Pháp. Với những lợi thế về địa hình, Ngũ Hành Sơn được chọn làm cơ sở hoạt động quan trọng của nhiều chí sĩ trong các phong trào yêu nước, phong trào Nghĩa Hội, phong trào Duy Tân, phong trào kháng thuế ở Trung Kì hay cuộc Khởi nghĩa của Kì bộ Việt Nam Quang phục hội như Lê Bá Trinh, Huỳnh Bá Chánh, Huỳnh Thúc Kháng, Trần Quý Cáp...

Giai đoạn năm 1936 - 1939: Ngũ Hành Sơn là nơi lưu trú, hội họp và hoạt động bí mật của nhiều cán bộ lãnh đạo cốt cán của cách mạng tỉnh Quảng Nam - Đà Nẵng như Bùi Như Tùng, Lê Văn Hiến, Mai Đăng Chơn, Huỳnh Bá Kiền, Nguyễn Xuân Diệp, Nguyễn Úc, Nguyễn Khương, … Có thể nói Ngũ Hành Sơn là một trong những chiếc nôi cách mạng đầu tiên của Tỉnh Quảng Nam -                  Đà Nẵng (cũ).

Trong giai đoạn 1945 - 1973, Thực dân Pháp và Đế quốc Mĩ đã nhận định cụm núi Ngũ Hành Sơn, phía đông nam thành phố là một vị trí vô cùng quan trọng về chiến lược quân sự nên chúng đã ra sức đánh phá quyết liệt. Để chặn đứng bước tiến quân của ta, địch thiết lập tại đây một hệ thống đồn bốt kiên cố ngay dưới chân núi như: đồn Rơ-Ni, đồn Cồn Bồ, đồn Trà Lộ và hệ thống đồn Đơ-La-Tua kiên cố làm hàng rào quân sự bảo vệ cho chúng. Riêng trên đỉnh núi Kim Sơn lúc nào cũng có quân Mĩ đóng, địch bố trí ở đây một Trung đội và một bãi đáp của máy bay trực thăng, có đặt súng K57 gắn tia hồng ngoại để kiểm soát một vùng rộng lớn trên địa bàn Hòa Hải.

Để chặn đứng bước tiến của địch, nhân dân Hòa Vang, trong đó có nhân dân Hòa Hải đã tranh thủ ngày đêm đào hầm bí mật, thông hào chiến đấu theo dọc chân núi Thổ Sơn, Kim Sơn đến sát biển. Trên chốt núi đặt trạm viễn tiêu, quân ta trực chiến ngày đêm để theo dõi canh gác. Ta vừa đánh vừa bảo tồn lực lượng tại các hang động. Hang Bồ Đề ở Kim Sơn “địa đạo núi đá chồng”, là một địa đạo thiên nhiên, một cứ điểm chống càn bảo đảm an toàn trong mọi tình huống. Chùa Tam Thai và Linh Ứng là cơ sở che chở, nuôi giấu cán bộ                  cách mạng.

Đặc biệt, Hang Âm Phủ là nơi đặt trạm phẫu thuật tiền phương, cứu chữa thương bệnh binh trong các trận đánh và còn ghi dấu trận đánh tưởng chừng như không cân sức giữa 5 chiến sĩ cách mạng (gồm có các đồng chí: Phạm Ngọc Thành, Nguyễn Huy Hùng – trinh sát mặt trận 44, Đặng Văn Lái – trinh sát khu 3 Hòa Vang, Huỳnh Ri – xã đội phó xã đội Hòa Hải, Huỳnh Hoàng – du kích hợp pháp xã Hòa Hải) với 2 Tiểu đoàn Mỹ - Ngụy vào ngày 24/12/1968.

          Chiến thắng hang Âm phủ có ý nghĩa lịch sử vô cùng to lớn. Đây là trận đánh tưởng chừng như không cân sức giữa ta với địch nhưng bằng sự quả cảm, tài trí trong chiến đấu; sự kiên định trong tư tưởng; tinh thần đoàn kết hiệp đồng trong chiến đấu; sự đùm bọc giúp đỡ của quần chúng nhân dân, 5 chiến sĩ cách mạng đã tiêu diệt gọn 80 tên địch, bắn cháy 1 trực thăng H.34, phá hủy và thu hồi được nhiền vũ khí, đạn dược…

Năm 1971, cũng tại hang Âm Phủ, khi các cán bộ của ta đang học Nghị quyết Trung ương Đảng thì bị binh lính Mĩ và Chính quyền Sài Gòn phát hiện, dùng một tiểu đoàn biệt kích cùng dân vệ đóng quân tại đồn Rơ Ni bao vây hòng tiêu diệt cán bộ, nhưng bộ đội Tiểu khu 3 cùng dân quân du kích Hòa Hải phối hợp từ ngoài đánh bất ngờ giải vây, đưa cán bộ ta về căn cứ an toàn.

Đến năm 1975, thành phố Đà Nẵng hoàn toàn giải phóng, danh thắng Ngũ        Hành Sơn được Đảng và Nhà nước quan tâm bảo vệ, trùng tu, tôn tạo và phát huy giá trị.

Ngày 10 tháng 7 năm 1980, tại Quyết định số 92-VH/QĐ, danh thắng Ngũ Hành Sơn đã được Bộ Văn hóa (nay là Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch) đã công nhận là di tích danh thắng cấp Quốc gia.

Từ đó đến nay, Ủy ban nhân dân thành phố Đà Nẵng, Ủy ban nhân dân quận Ngũ Hành Sơn đã có những cố gắng trong việc bảo tồn và phát huy giá trị của di tích này như:

- Năm 1992, Ủy ban nhân dân tỉnh QN-ĐN ra Quyết định số 563/QĐ-UB ngày 17 tháng 2 năm 1992 về việc thành lập đội bảo vệ di tích Ngũ Hành Sơn.

- Năm 1992 - 1995, trùng tu, tôn tạo chùa Linh Ứng, chùa Tam Thai

- Năm 1998, do bị khí hậu xâm thực gây sạt lở nên một số hang động ở núi Thủy Sơn được gia cố, sửa chữa.

- Năm 2003 - 2006, hang Âm phủ được khai thông, trùng tu, tôn tạo theo tích truyện Mục Kiều Liên cứu mẹ nơi 18 tầng địa ngục.

- Năm 2009, UBND TP Đà Nẵng đã phê duyệt quy hoạch chi tiết Công viên văn hóa lịch sử Ngũ Hành Sơn với tổng diện tích gần 139ha, vốn đầu tư khoảng 2.000 tỷ đồng.

Theo đồ án thiết kế, khu làng đá mỹ nghệ truyền thống Non Nước và Khu du lịch (KDL) thắng cảnh Ngũ Hành Sơn sẽ được tôn tạo và tái cấu trúc theo ý tưởng kết nối 5 ngọn núi của Ngũ Hành với sông Cổ Cò và biển Đông, tạo thành không gian văn hóa lịch sử đặc sắc của thành phố Đà Nẵng. Toàn bộ các khu dân cư trong khu vực danh thắng Ngũ Hành Sơn sẽ được tái điều chỉnh vào 3 khu làng đá mỹ nghệ với dân số quy hoạch hơn 6.200 người, gần 1.600 hộ. 

- Năm 2011, thang máy được lắp đặt ở sườn đông núi Thủy Sơn để phục vụ du khách.

- Đến nay, về cơ bản danh thắng Ngũ Hành Sơn đã có nhiều thay đổi tích cực như: động Huyền Vi được nâng cấp; bến Ngự - nơi vua Minh Mạng cập thuyền ngày trước ở chân ngọn Kim Sơn được phục chế; các bia ma nhai được quan tâm gìn giữ; vườn Lộc Uyển trên chùa Linh Ứng được cải tạo; đường lên đỉnh Thượng Thai được khai thông…

Ngày nay, Ngũ Hành Sơn trở thành biểu tượng văn hóa của thành phố Đà Nẵng, là điểm tham quan nổi tiếng đối với khách du lịch trong và ngoài nước. Năm 2017, Ngũ Hành Sơn đã đón gần 1.500.000 lượt khách, trong đó khách nước ngoài gần 800.000 lượt, thu ngân sách gần 64 tỷ đồng