Có nhiều huyền tích về nguồn gốc của rối đầu gỗ, phổ biến trong dân gian kể rằng: đời vua Thái Tổ (Triều Lý), hoàng hậu mãi không có con nên vua cùng các cận thần sắm lễ vật đến chùa cầu cúng. Quả nhiên, sau đó hoàng hậu có thai và 9 tháng 10 ngày sau sinh ra một các bọc lớn. Bà mụ vội vào tâu vua, vua phán rằng: “Đem đi mà bỏ kẻo xấu đến ta!”. Bà mụ đem  cái bọc bỏ trôi sông, nhưng vẫn nghe trong bọc có tiếng khóc, tiếng cười, tiếng than trách móc vua cha, tiếng cầu xin cứu giúp…

Hôm ấy, Thiền sư Từ Đạo Hạnh đi thuyền dạo chơi trên sông, bỗng thấy cái bọc lập lờ trôi, ông vớt lên mở ra thấy có 6 đứa trẻ quái thai. Động lòng từ bi, Thiền sư đưa chúng về chùa nuôi dạy, cảm hoá thành người có ích. Từ đó, Thiền sư đặt làm tích trò múa rối để mô phỏng các nhân vật đó.

Các đầu rối được được làm bằng gỗ mít, cùng một kích cỡ, phủ sơn ta, vẽ mày vẽ mặt rất sinh động. Mỗi đầu tượng đều có cán cầm tay ở gáy tượng, dài khoảng 40 cm, đường kính lòng 30cm, nặng khoảng 3kg/đầu. Các cặp đôi đầu tượng có màu sắc, góc cạnh của khuôn diện khác nhau.  Các đầu rối được đặt sau gian chính thờ Phật trong chùa, được coi là những vật thiêng được cất giữ nghiêm ngặt, có hương nhang thờ cúng và chỉ được mang ra trình diễn trong dịp lễ hội truyền thống của địa phương.

Ở lễ hội chùa Cổ Lễ diễn ra từ ngày 12 đến 16 tháng 9 âm lịch hàng năm, múa rối đầu gỗ là một nghi thức quan trọng và được đông đảo bà con đón chờ. Trước khi màn múa được thực hiện, phần tế lễ được cử hành để xin phép rước và đưa các đầu rối (còn gọi trang trọng là Thánh Tượng) từ nơi thờ tự ra nơi biểu diễn.