Lễ hội được tổ chức hằng năm vào ngày 12 tháng 2 âm lịch. Lễ hội là dịp người dân nơi đây tỏ lòng thành kính biết ơn sự che chở của bà cho dân làng sống trên bờ cũng như trên sông nước được bình an, ấm no.

Đây là lễ hội lớn mang màu sắc tín ngưỡng dân gian có từ bao đời thể hiện tinh thần đoàn kết các dân tộc Chăm, Cơ Tu, Kinh sinh sống vùng thượng lưu sông Thu Bồn, Vu Gia (Quảng Nam).

Sự tích về “Bà Thu Bồn” có nhiều truyền thuyết. Nhưng phổ biến hơn cả là câu chuyện lưu truyền trong dân gian ở làng Thu Bồn. Theo đó, Bà Thu Bồn hay còn gọi là bà Bô Bô - một vị nữ tướng của nhà Lê bị giặc truy đuổi đến làng Thu Bồn thì bị ngã ngựa do tóc bà bị quấn vào chân ngựa, sau đó bà bị giặc giết. Bà đã được các vua triều Nguyễn sắc phong là Bô Bô phu nhân, là thượng đẳng thần.

Có lẽ chính vì vậy mà những người dân nơi đây truyền tụng những truyền thuyết về bà mẹ xứ sở mang sắc màu thần bí nhưng luôn là biểu tượng của cái đẹp, của khát vọng thái bình.

Phần nghi lễ của lễ hội Bà Thu Bồn gồm có lễ rước nước thiêng trên sông Thu Bồn, rước "Ngũ hành tiên nương" (5 vị nữ tướng dưới quyền, theo hầu Bà Thu Bồn trong cuộc chinh chiến) về lăng Bà để cúng tế, lễ cầu quốc thái dân an, mưa thuận gió hòa... Lễ vật cúng bao giờ cũng có một con trâu và mâm xôi lớn. Trâu tế sau khi bị giết, không xẻ thịt hay nấu chín mà để nguyên con, dùng huyết của nó bôi lên cúng.

Cùng với các hoạt động tế lễ, phần hội còn có các hoạt động văn hóa - thể thao hấp dẫn như hát tuồng, hô hát bài chòi, hát hò khoan đối đáp, hội hoa đăng trên sông Thu Bồn, thi kéo co, thi đấu bóng đá, bóng chuyền, quan trọng nhất là hội đua thuyền Lệ Bà, hội thả hoa đăng và đốt lửa thiêng trên những bãi bồi của dòng Thu Bồn.

Từ năm 2005 đến nay, lễ hội Bà Thu Bồn được tỉnh Quảng Nam đưa vào chương trình lễ hội "Quảng Nam - hành trình di sản".