牛尾神社は，両津港の南5キロメートルに鎮座する。
延暦十一年（792）の創立と伝える古社である。出雲大社を勧請したという。
かつて「八王子宮牛頭天王両社」とも称されていたが，明治六年（1873）に「潟上神社」と改め，さらに翌年に現社号に改称した。
すなわち，現社地の近隣に鎮座した日吉神社系の神社と祇園社系の神社が統合されたのが当社である。現在の場所には寺院があったとされる。
祭神は大己貴命と素戔嗚尊で，須世理姫命，奇稲田姫命，足名椎命，手名椎命を配神として祭る。さらに菅原道真朝臣を合祀している。
境内に天満宮，神明社が建っている。
明治三十二年（1999）に社殿を焼失し，同三十四年に再建したのが現在の社殿である。
当社には，聖徳太子像（1353年），薬師座像（1405年），天神像（1867年）などの宝物が蔵されている。