Cùng với hai phủ chính, tại quần thể di tích Phủ Dầy còn có lăng mộ Thánh Mẫu Liễu Hạnh. Theo Nam Định dư địa chí thì tại Cồn Cá Chép xã Tiên Hương có ngôi mộ cổ, xung quanh cây cối xanh tươi tương truyền là mộ Liễu Hạnh. Nhân dân trong làng mỗi khi có bệnh thường ra đây hai lá bẻ cành về sao vàng rồi sắc nước uống nên rất nhiều người đã khỏi bệnh. Thời Minh Mệnh (1820 – 1840) quan huyện Vụ Bản cho người xây gạch quanh ngôi mộ cổ nhưng chỉ xây một bệ nhỏ cho mọi người đến đặt lễ. Đó là lăng mộ Liễu Hạnh nằm trên cồn Cá Chép ở xứ Cây Đa thôn Tiên Hương. Năm 1938, vua Bảo Đại đã cho “Hội xuân kinh” triều đình Huế tiến hành hưng công xây dựng khu lăng Mẫu.
Tương truyền năm 1937, Vua Bảo Đại lấy vợ đã lâu nhưng không có con nên Nam Phương Hoàng Hậu đến cầu tự ở Đền Sòng và được Mẫu ban cho Hoàng Tử Bảo Long. Thánh Mẫu Liễu Hạnh đã báo mộng cho Hoàng Hậu biết mộ của mình ở ngôi Miếu xứ cây đa Phủ Dầy. Để trả ơn đó Vua Bảo Đại đã cho dựng lăng để tạ ơn Mẫu Liễu Hạnh. Theo học giả Trần Đăng Ngọc thì: “Năm 1938 Vua Bảo đại đã cho “hội xuân Kinh” triều đình Huế tiến hành hưng công xây dựng khu lăng Mẫu hoàn toàn bằng đá xanh và 60 búp sen hồng”.
Trung tâm của lăng là ngôi mộ Thánh Mẫu ghép bằng đá cao hình tám cạnh, chạm khắc theo hình quẻ dịch. Hướng chính của lăng là hướng Tây quay về phía núi Tiên Hương. Từ ngoài vào bước theo bậc tam cấp lên đến mộ phải qua 5 lớp tường toàn bằng đá được chạm khắc, mỗi lớp tường vuông đều có cửa, cửa được bổ trụ bằng đá vuông với ba mặt đều khắc câu đối và phía trên đặt các nụ sen bằng đá hồng nhạt tới 60 nụ sen đá.
Bao quanh lăng mộ là vườn cây bóng mát quanh năm, có 4 cột trụ cao to bốn góc, tạo thành cảnh quan khu lăng mộ thêm trang nghiêm, long trọng. Ngôi mộ được đặt ngay chính trung tâm và ở chỗ cao nhất của cả khu lăng. Tại bốn cửa ở bậc cuối cùng đều có một bức bình phong bằng đá án ngữ. Phía sau cửa chính, nằm về hai phía góc đối diện với cửa ra vào là hai nhà bia với bốn cột vươn lên.
Theo nhiều tài liệu thì trước kia khu lăng mộ Thánh Mẫu không có nhà cho thủ từ ở, nhưng hiện nay thì đã xuất hiện nơi ở của thủ từ và bao quanh khu lăng mộ là có hàng rào bằng sắt. Bên cạnh khu lăng mộ còn có một gian ngôi nhà trong đó điện thờ được bài trí như sau:
Ban thờ Mẫu nằm chính giữa, từ ngoài bước vào thì bên phải ngay cạnh ban thờ Mẫu là ban thờ Bà Cai Bản mệnh, tiếp là ban thờ đức Thánh Trần. Bên trái của Ban thờ Mẫu là ban thờ quan lớn đệ nhất và ban thờ Nhị Vị Cô Nương.
Lăng Mẫu hiện nay đã trở thành một di tích không thể thiếu được khi mỗi khách hành hương vê với lễ hội Phủ Dầy. Và ngày càng nhiều các du khách về thăm quan dâng hương lên mộ phần để bày tỏ tấm lòng thành kính đối với Mẹ.
