相傳該廟的玄天上帝是先民從大陸攜帶神像來臺,原本在營埔下的菜園坑一地建有茅屋安奉。
據該廟管委會總幹事江承宗的說法,廟宇初創於明永曆年間。後來1717年(康熙56年)發生洪水,廟體流失,信徒在大武壠社蓮花吉穴觀音庵原址重建,並正式命名為北極殿。據說因當時玄天上帝向居民示警將有洪水來襲,事後附近36莊信徒乃在觀音庵原址興建北極殿供奉玄天上帝,此外也在後殿供奉觀音菩薩。
1771年(乾隆36年) 豐里村張志學(張維祿-跛腳進士)倡修,並捐三重溪渡的收入捐作香資。
在此之後,北極殿於1804年(嘉慶9年)總理張文選等人重修,並立下重修大武壠開基祖廟捐題碑記。
1841年(道光21年),董事江元承等人重修。
1855年(咸豐5年),張世澤以鄭家三崁溪過渡費之半稅捐作香油錢。
同治十三年(1874年)再次重修,並立下重修大武壠祖廟各庄捐題碑記。
進入日治時期後,1917年(大正6年),管理人張阿賽籌劃首次建醮活動。
第二次大戰結束後,管理人葉天來等人整修。
1964年(民國53年)1月18日發生白河地震,廖乾定、吳仁德、李炳輝等人於是在1966年(民國55年)發起重修。
1984年(民國73年)再次重修,並在廟後建香客大樓。
民國107年(2018年)12月28日,因廟方準備斥資4500萬元整修,該日將潘麗水所繪製的門神拆卸,委由其子潘岳雄修復。
2021年(民國110年)廟方再度次資重修,此次重修基本保留了古樸的廟貌,並改善屋頂漏水問題。
在北極殿的天井,飼養的許多的烏龜,據說多達125隻,相傳玄天上帝曾收服龜蛇。
1915年(大正4年)噍吧哖事件期間,日軍攻進玉井山區,來到北極殿時,故意以槍托重擊正在廟內一些爬行的烏龜,雖然沒有搥死,但造成外殼凹陷。
奉祀:玄天上帝、觀音佛祖、康元帥、趙元帥、清水祖帥、福德正神、太歲星君、神農大帝、中壇元帥、南、北斗星君
地址:臺南市玉井區玉井里中正路102號
創建年代:1717年(康熙56年)
目前建築修築年代:1966年(民國55年)