Vào đời nhà Đường, đất nước ta còn bị phương Bắc đô hộ. Năm ấy, vua Đường sai Cao Biền sang An Nam đánh quân Nam Chiếu. Thắng trận rồi, Cao Biền ở lại cai trị. Hắn là người thông thiên văn, giỏi địa lý, thích đi xem thế đất, dò mạch núi sông. Đi tới đâu, hắn cũng dò hỏi xem nơi ấy thờ thần gì, thiêng tới đâu, và tin rằng bằng phép thuật của mình, thần linh nào cũng phải chịu khuất phục. Hắn cho đắp lại thành Đại La ở phía tây sông Lô, chu vi hơn một nghìn bước, rồi đóng quân ở đó. Phía tây bắc thành có một con sông nhỏ chảy về nam, đổ vào sông lớn, mỗi lần mưa xuống là nước dâng tràn hai bờ.
Một hôm, Cao Biền ngồi thuyền đi dạo trên con sông nhỏ ấy. Giữa dòng, hắn gặp một ông lão tóc bạc như cước, tướng mạo khác thường, cũng đang dạo chơi. Ông lão cười nói tự nhiên, không chút sợ sệt trước quan đô hộ. Cao Biền lấy làm lạ, hỏi: "Ông tên là gì?" Ông lão đáp: "Ta họ Tô, tên Lịch." Cao Biền lại hỏi: "Nhà ông ở đâu?" Ông lão chỉ xuống mặt nước, cười mà rằng: "Nhà ta ở ngay trong sông này."
Nói xong, ông lão vỗ tay một cái. Lập tức trời tối sầm lại, mây đen kéo kín mặt sông. Khi trời sáng ra thì ông lão đã biến mất, trên mặt nước chỉ còn sóng gợn lăn tăn. Hắn sai người chèo thuyền tìm khắp khúc sông, cũng không thấy bóng dáng ông lão đâu nữa. Cao Biền đứng lặng hồi lâu, biết người vừa gặp không phải người thường mà là thần của dòng sông. Từ đó, hắn đặt tên con sông ấy là sông Tô Lịch, theo tên vị thần đã hiện ra. Cái tên ấy còn đến bây giờ.
Lại một buổi sáng, trời vừa hửng, Cao Biền ra đứng ở bờ sông phía đông nam thành. Bỗng gió lớn nổi lên từ lòng sông, sóng cuộn ầm ầm, mây đen phủ kín bốn phía. Giữa mặt nước hiện ra một người lạ, cao hơn hai trượng, mình mặc áo vàng, đầu đội mũ tía, tay cầm hốt vàng. Người ấy bay lên lượn xuống trong ánh mặt trời. Mặt trời đã lên cao ba con sào mà mây vẫn không tan, bóng người vẫn đứng đó. Quân lính đứng hầu sợ hãi, không ai dám ngẩng mặt nhìn lâu.
Cao Biền kinh ngạc, muốn dùng phép trấn áp mà chưa biết làm cách nào. Đêm ấy hắn nằm mộng, thấy vị thần đến nói: "Ông đừng tìm cách trấn yểm ta. Ta là thần Long Đỗ, đứng đầu các thần đất nơi này. Nghe tin có người đến đây đắp thành, xưa nay chưa từng gặp nhau, nên ta hiện ra cho biết mặt. Dẫu ông có muốn trừ ta đi, ta cũng chẳng bận lòng chút nào."
Tỉnh dậy, Cao Biền vừa sợ vừa giận. Trời vừa sáng, hắn sai lập đàn bên bờ sông, ăn chay giữ mình. Hắn đem vàng, bạc, đồng, sắt ra luyện thành bùa, ngày đêm đọc chú ếm suốt ba ngày ba đêm. Xong việc, hắn đem các lá bùa chôn xuống đất bên sông, tin rằng từ nay thần đất sẽ bị trấn chặt, không còn hiện lên được nữa. Đám người theo hầu ai cũng khen phép của quan đô hộ cao cường.
Đêm ấy, sấm nổ vang trời, mưa to gió lớn kéo đến dữ dội. Trong chớp mắt, Cao Biền thấy tất cả những lá bùa vàng, bạc, đồng, sắt bị cuốn tung lên không trung, hóa thành tro bụi, bay đi mất sạch, không còn dấu vết. Sáng ra, chỗ đất chôn bùa chỉ còn trơ lại những hố trống. Phép thuật mà Cao Biền tự hào bấy lâu, trước thần đất phương Nam, hóa ra vô dụng.
Cao Biền thở dài, nói với người theo hầu: "Đất này có thần linh cai quản, ta không thể ở lâu được. Ở lại thì e có ngày gặp họa. Ta phải về phương Bắc thôi." Ít lâu sau, vua Đường gọi Cao Biền về nước. Sách xưa chép rằng hắn về rồi thì bị giết. Viên quan từng muốn yểm hết long mạch phương Nam, rốt cuộc không giữ nổi chính thân mình.
Người trong vùng tin đó là thần ứng, bèn lập đền thờ thần Long Đỗ cạnh chợ trong thành. Đến đời nhà Lý, vua Lý Thái Tổ dời đô về Thăng Long, đêm nằm mộng thấy thần đến lạy mừng, bèn phong làm Thành hoàng của kinh thành. Về sau, kinh thành mấy lần cháy lớn mà đền thần vẫn không hề hấn gì. Còn dòng sông nơi ông lão họ Tô hiện ra, người đời vẫn gọi là sông Tô Lịch, chảy quanh đất Hà Nội cho tới hôm nay.