927（延長5）年に成立した『延喜式神名帖』に、物部神社、甲斐奈神社と並んで掲載される式内社で、創建は崇神天皇代（一説に3世紀後半）と伝わります。成務天皇代（一説に4世紀中頃）、ヤマナシの群生林を切り開いて現在の場所に移され、「山梨岡神社」と名付けられました。このことがこの地域の地名である「山梨郡」、さらには「山梨県」の由来ともいわれています。
本殿は室町時代末期、飛騨の匠によって作られました。様式は隅木入り春日造、屋根は簡素なこけら葺きで、1907（明治40）年に国の重要文化財に指定されました。古くは「山梨明神」と呼ばれ、武田家代々の祈願所として栄えました。武田信玄による社参状や1544（天文13）年の禁制札の写しなどが今も残されています。
この神社に伝わる「太々神楽」は古事記神話を表現した出雲神楽の系統で、信玄が出陣に際して奉納し、戦勝を祈願したとされています。舞は24種類あり、中でも4人の舞人が剣を片手に勇壮に舞う「久米舞」が有名です。太々神楽は山梨県の無形民俗文化財に指定されており、毎年4月4・5日に行われる春の例大祭で奉納されています。
境内の藤の古木は笛吹市の天然記念物に指定されており、5月上旬に長さ60cmほどの美しい紫色の花を咲かせます。
社殿の背後に立つ御室山（みむろやま）の山肌が美しい神社です。少し距離がありますが、国道沿いから真っ直ぐな参道を通っての参拝をおすすめします。