车公庙虽然建于何时已不可考，但嘉庆二十四年（1819年）的《新安县志》已有「在县东九十里沥源村下有车公古庙」的记载。沙田车公庙的建庙传说包括；乡民于车公庙附近立村，风水师视察环境，村中有光芒冲天，风水极佳，如能建庙座镇，便可丁财两旺，村民于是集资建庙，供奉车大元帅。

另有指当年新界瘟疫横行，尤以「沥源」为什，死者无数，乡人研究典借，发现宋朝车大元帅，不单平贼有功，所到之处，疫症即止。村民商议后，遂向西贡蚝涌车公庙襄借车大元帅神像出巡相助，唯对方只肯借出车公孙儿神像。居民把神像抬回沥源再围绕各村巡游，所到之处，疫症即止。自此，村民对车大元帅奉祀甚殷，为答谢神恩庇佑，每十年进行打醮，至今仍旧遵行。