امامزاده سیده فاطمه یکی از بناهای زیارتی و مهم شهر کرمانشاه است که بین مردم محلی و مسافران، مخصوصا بانوان اهمیت و محبوبیت زیادی دارد. بنا به گفتههای مردم محلی، بقعه سیده فاطمه کرمانشاه محل دفن سیده فاطمه، یکی از دختران امام موسی کاظم (ع) است، اما این موضوع توسط منابع معتبر تایید نشده.
یکی دیگر از دلایل اهمیت و محبوبیت امامزاده سیده فاطمه کرمانشاه این است که آرامگاه «سیدعلی ابوالحسن دینوری» هم در همین مکان است. ایشان یکی از نمایندگان امام جواد (ع) بود که به خواسته ایشان به ایران آمد و بعد از فوت، در این مکان دفن شد. گفته میشود که سیدعلی دینوری، جد بزرگ عموی مقام معظم رهبری است.
روی سنگ گوری که منتسب به سیده فاطمه است، تاریخ 165 نوشته شده که معتقدان به نسبت او با امام موسی کاظم (ع) معتقدند این تاریخ وفات ایشان است، و برخی دیگر که باور دارند ایشان دختر امام هفتم شیعیان نیستند، میگویند که این تاریخ تعمیر این مقبره و در اصل، 1065 است که اشتباه خوانده میشود.
بنای امامزاده سیده فاطمه کرمانشاه در گذشته به شکل چهارطاقی و سرپوشیده بوده و توسط فردی به نام «مصطفی قلی میرزا» که فرزند والی معروف غرب «امام قلی میرزا عمادالدوله» بوده، ساخته و احداث شده.