Các vị thần nguồn gốc có thực gồm: cá Ông, tức loài cá voi, thường được ngư dân gọi là ông Nam Hải, được phong là Nam Hải Cự Tộc Ngọc Lân thượng đẳng thần; Rái Cá, được phong là Lang lại Nhị Đại tướng quân; Cá nược, được gọi là Ông Nước; loài rắn biển lớn, ngư dân thường gọi là Bà Tím hay Công chúa Thủy Tề, được phong Đệ Bát Thánh Phi Nương; loài rắn đẻn ở biển (rất độc), dân gian thường gọi là Bà Lạch, Ông Hẻo, được phong là Mộc Trụ Thần xà (riêng loại đẻn có mồng lớn và nhiều màu sắc, gọi là Cô Hồng, được phong là Bát Bửu Công chúa).
Trong số tất cả các vị thần đó, cá Ông, được các ngư dân, nhất là các ngư dân vùng biển Khánh Hòa đặc biệt tôn sùng và coi trọng. Vì thế, Lễ hội Cầu ngư gắn với tục thờ cá Ông là lễ hội phổ biến, lớn nhất và quan trọng nhất đối vói cộng đồng ngư dân các làng, xã ven biển ở đây.
Từ bao đời nay, ở các cộng đồng cư dân ven biển Khánh Hòa cũng như ngư dân miền Trung luôn lưu truyền những giai thoại về Ông Nam Hải (cá voi). Cốt lõi của những truyền thuyết ấy là việc cá voi thường cứu giúp người bị nạn ngoài biển khơi, đồng thời cho ngư dân được mùa biển. Đối với ngư dân, cá voi không chỉ có sức mạnh phi thường mà còn hiểu được ý nguyện của con người và luôn làm điều thiện.
Phong tục Lễ hội Cầu ngư ở làng biển Khánh Hòa thường xuất phát từ sáng sớm bằng lễ Nghinh Ông trên biển. 15 chiếc ghe xếp thành hình chữ V, trống dong cờ mở rộn rã cả một vùng biển nước mênh mông. Lễ Nghinh Ông là lễ rước linh hồn của Ông về lăng để chứng giám cho tấm lòng thành kính của ngư dân. Để mời gọi được linh hồn của Ông về, người ta phải làm lễ tế trên biển hết sức trang trọng với đầy đủ lễ vật lòng thành. Trong Lễ hội Cầu ngư, nghi thức có sự tham gia của đông đảo người dân nhất chính là lễ rước sắc phong. Đám rước sắc được chia làm 2 đoàn, một đoàn đi từ phía bắc, một đoàn đi từ phía nam. Ở mỗi đoàn, dẫn đầu là đội múa lân – sư – rồng, tiếp đến là mô hình con thuyền đang lướt sóng, sau cùng là người tham gia lễ rước mặc cổ trang, tay cầm cờ, binh khí xếp thành hai hàng. Đoàn rước sắc đi đến đâu, tiếng trống lân, tiếng hò bá trạo rộn vang đến đấy. Đoàn rước sắc về đến lăng, cũng là lúc diễn ra nghi thức nhập lăng với các màn múa lân, múa rồng, dâng hương và đội bá trạo chèo hầu.
Phần lễ được tiếp nối bằng tiết mục múa siêu. Siêu là một loại đao lớn, ngày xưa chỉ có những dũng tướng mới được dùng loại binh khí này. Điểm đặc biệt của ngư dân vùng biển là họ đã nhất thể hóa hình ảnh ông Nam Hải với ngài Quan Công – một nhân vật lịch sử thời hậu Hán ở Trung Quốc. Vậy nên, việc tế ông Nam Hải cũng được xem như đang tế lễ ngài Quan Công. Tiết mục múa siêu trong lễ hội cầu ngư thể hiện cho tính nhất thể hóa đó. Mục đích của việc múa siêu nhằm biểu thị uy lực oai nghiêm của ngài, đồng thời cũng để bày tỏ lòng kính trọng của người dân đối với ngài trong ngày lễ trọng. Tiếp nối màn múa siêu là phần diễn hò bá trạo. Bá trạo vừa là một trò diễn dân gian, vừa là một nghi thức chính để khai diễn lễ. Hò bá trạo thường diễn ra khi Nghinh Ông từ vạn lạch trở về lăng để rước linh Ông nhập lăng. Bá trạo là sự tái hiện của quá trình ngư dân lao động trên biển. Tất cả phường trạo đều cùng chung trên một chiếc thuyền, đứng làm hai hàng tạo thành mạn thuyền, người cầm chèo gọi là Trạo Phu, người cầm lái gọi là Tổng Lái, người đứng ở mũi thuyền gọi là Tổng Mũi, người quán xuyến ở giữa lòng thuyền gọi là Tổng Khoang. Mỗi người một việc, tay chèo miệng hát thong dong ra khơi. Sau trò diễn bá trạo là phần lễ tế chính. Đây là nghi thức diễn ra khi linh Ông đã nhập lăng với nhiều lễ tiết được tiến hành hết sức trang nghiêm trước điện thờ. Ban tế lễ gồm các vị: Chánh tế, Bồi tế, Đông hiến, Tây hiến. Vật tế là một con heo sống đầy đủ thủ vĩ, tạng phủ cùng một đĩa huyết mao. Các đại biểu lần lượt được mời lên dâng lễ để bày tỏ sự trọng vọng đối với linh Ông.
Tiếp nối lễ tế chính là phần hát tuồng Đại Bái và Thứ Lễ. Đại Bái là một nghi thức nằm trong nghi thức Thứ Lễ. Người đảm trách vai trò này phải là một diễn viên giỏi trong đoàn hát tuồng. Nội dung của lễ Đại Bái là chúc phúc cho chính quyền và nhân dân được Phúc – Thọ – Khang – Ninh, đồng thời xin phép ông Nam Hải và bà con vạn lạch cho đoàn tuồng hát phục vụ. Thứ Lễ là một lễ phụ nhưng không thể thiếu. Nghi thức Thứ Lễ nhằm ôn lại công đức của ông Nam Hải. Tuồng được hát trong nghi thức Thứ Lễ của Lễ hội Cầu ngư phải là các tích tuồng về Ông mà Ông ở đây chính là nhân vật Quan Công. Các tích tuồng được ngư dân ưa chuộng như: Dựng tượng; Trương Phi đâm tóc; Quan Công tha Tào; Hồi trào chịu tội… Kết thúc lễ hội Cầu ngư là nghi thức Tôn Vương. Lễ Tôn Vương là khát vọng hòa bình của nhân dân, đây là phần hát múa tổng hợp gồm: múa lân, múa long hổ hội, múa chuốc rượu, múa dâng bông… để cầu quốc thái dân an, mưa thuận gió hòa.
Lễ hội Cầu ngư ở Khánh Hòa đậm chất tâm linh và mang nét đẹp văn hóa truyền thống dành riêng cho ngư dân vùng biển. Ngoài những ý nghĩa tốt đẹp về mặt nhân văn cũng như vai trò quan trọng trong đời sống tinh thần của ngư dân, lễ hội Cầu ngư cũng cho thấy ý nghĩa lớn về mặt bảo vệ hệ sinh thái. Ngày nay, khi các quốc gia trên thế giới kêu gọi tham gia công ước bảo vệ cá voi, thì từ hàng thế kỷ trước, những ngư Nam đã có cách làm của riêng mình để tham gia bảo vệ loài cá này trước nguy cơ tuyệt chủng.