古熊神社は、社伝によると14世紀後半に大内弘世が京都の北野天神を勧請し、北野小路に祀ってていたものを、1618（元和4）年に毛利秀就がこの地に社殿を移したとされます。祭神は菅原道真で福部童子を配神としています。
本殿内にある宝殿の板に「天文十六年」（1547年）の墨書があるので、本殿もこのころの新築とする説もありますが、構造・手法等から少し古い室町時代中ごろのものとする説もあります。本殿は三間社入母屋造り、拝殿は二重入母屋楼門造りでともに室町時代の様式をよく伝えている建物です。本殿の正面にある三つの蟇股にそれぞれ松竹梅の彫刻が見られますが、これはわが国で建築の装飾に松竹梅の組み合せをとりいれた最も時代の古いものとして有名です。本殿、拝殿ともに国の重要文化財に指定されています。また、 社宝として、国指定重要文化財「紙本墨画天神図」があります。
本社の例祭は、11月25日で、23日からの神幸式には大拝司、花神子参向の古式神事が執行され、山口天神祭と称されている盛大な祭りです。