佛山祖庙始建于北宋元丰年间（1078年~1085年），当时的名称叫祖堂，其实就是北帝庙，当时珠三角地区多为水乡，水患多，而北帝恰是传说中治水的神，于是北帝作为佛山人的保护神被供奉起来。但在明代，祖庙遭到破坏。洪武5年，祖庙得到重建。

明朝正统十四年，朝廷封祖堂为灵应祠，并建了灵应牌坊。自此，祖庙由民间祭祀之地变成官方祭祀之地。

1451年，成为官方祭祀之地的祖庙得到朝廷的支持扩建，塑北帝铜像。自此，祖庙初具规模。

光绪二十五年，富裕的佛山人捐钱捐物对祖庙进行首次大修，祖庙至今仍保持着百年前的艺术建筑风貌。

当时，各行各业人士都拿出自己最好的东西捐给祖庙，佛山当时手工最出名的石湾瓦也被放在了祖庙的屋脊上。

上个世纪70年代初，灵应祠大堂后面庆真楼的砖木结构改成了混泥土结构。据当时参加了修缮工作的梁诗裕先生说，当时动用了100多人共花了一年多时间才完成修缮工作。

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