日治時期，日本在台灣各地建造了約200座神社，包括台灣神社、新竹神社、嘉義神社、台南神社等。
昭和9年（1934），日本開始在台灣推行「一街庄一社」的政策，台灣大多數的神社都在這時期建立，
其中也包括桃園神社。
桃園神社係昭和10年（1935年）擇定現址開始建造，由春田直信所設計，
於昭和13年（1938年）6月10日落成，並舉行鎮座式。社格定為縣社的桃園神社除了奉祀開拓三神
（大國魂命、大己貴命、少彥名命）、北白川宮能久親王外，
也加祀掌管五榖豐收的豊受大神及明治天皇。
1950年改為桃園縣忠烈祠，在本殿內置放鄭成功、劉永福、丘逢甲等等的遺像，並在朵殿設置反清、抗日烈士靈位。
1972年日本與中華民國斷交，中華民國內政部發布〈清除臺灣日據時代表現日本帝國主義優越感之統治紀念遺跡要點〉，
指示「日本神社應即徹底清除」，全台各地的大小神社在此法令之下大多被損毀，僅桃園神社被完整保留。
1985年桃園縣政府一度要將忠烈祠拆除重建，後經輿論及學界的強烈反彈，改為耗資整修於1987年完成。
1994年2月15日被內政部指定為國家三級古蹟。2004年桃園縣政府文化局將社務所整修之後，
配合文建會「地方文化館」計畫，
規劃成立桃園縣忠烈祠文化館，2007年9月3日正式開館。
座落於桃園區虎頭山麓，方位座東北朝西南，可遠眺桃園市區，
中軸線通過有「桃園大廟」之稱的桃園景福宮，可經由忠烈祠神道（今成功路）連接到桃園車站。
包括本殿（安置神位之處、僅祭典主祭者可進入）、拜殿（一般信眾參拜之處）、中門、
社務所（辦公處）、高麗犬、石燈籠、手水舍、鳥居、東司、參道等。
建築配置順應地形，逐層拾級而上，材料採用檜木、日本柳杉木，
同時保留完整大木結構系統，顯露出蒼勁及樸實之美。
桃園神社設有本殿，僅有主祭者能夠進入本殿、在本殿外面就是拜殿、
往外走就是一條長長的參道，在參道旁還有銅馬、社務所、手水舍、鳥居、
數座石燈籠、管理室、儲藏室、東司 … 等建築與設施，
園區內有許多草皮、步道，日系風格相當濃厚，
在忠烈祠旁的儲藏室前的忠烈祠步道，
可以連接至虎頭山公園……..
