勧請年月不詳。近世まで牛頭天王と称した。

明治初年、上段神社と改称。

明治37年2月、本殿を焼失し、大正10年11月に本殿を建立した。

上段は下段と共に旧高草郡の中央に位置し、もとは団と称して軍団が設けられた所とされ、武神である素盞嗚神を奉斎したものであると伝えられている。