Đền Phú Đa có 3 toà kiến trúc (cổng đền, đại bái, từ đường) bố cục theo kiểu chữ “Tam”. Vì đền nằm ở giữa vùng chiêm trũng, giáp sông Hồng nên hàng năm đều bị lũ lụt tràn qua nên để khắc phục điều đó, các nhà xây dựng ngày trước đã gia cố cho nền đền và các vùng phụ cận thành một gò đất cao hình nón. Khi lũ lụt đến, nước sẽ bị cản từ xa và sức mạnh của nước lũ bị giảm dần, khi đến đền thì không còn đáng kể nữa. Với những tính toán công phu, những biện pháp chế ngự mưa bão, lũ lụt tài tình của các nghệ nhân thời xưa, đã giúp cho đền Phú Đa mấy trăm năm qua không mảy may ngả nghiêng, sụt lở.
Không chỉ được xây dựng nền móng vững chắc mà kiến trúc
điểm du lịch Vĩnh Phúc cũng được gia công hết sức chuẩn mực. Toàn bộ vật liệu làm đền đều bằng gỗ lim được kén chọn cẩn thận cả về kích thước và độ già của gỗ. Các toà của đền đều có kết cấu kiến trúc kiểu tứ trụ lòng thuyền, vừa đẹp lại khoẻ. Ngoài một số chỗ được chạm trổ các hình vân mây, sóng nước, còn phần lớn kiến trúc đền Phú Đa đều được bào trơn, đóng bén, mộng sàm chặt khít, kể cả các rui trên mái cũng được bào nhẵn theo mực thước và soi đường gờ ở mép.
Hiện ngôi đền còn lưu giữ nhiều di vật đá nhất trong số các
di tích lịch sử ở Vĩnh Phúc. Chỉ tính những di vật được đục chạm thành tác phẩm nghệ thuật hoàn chỉnh thì đã có 48 tác phẩm như: những phù điêu tượng tròn quan lại, vệ sỹ, rồng, sư tử, voi, ngựa, chó, các đồ thờ: án gian, ngai, sập, bàn tấu, án thư, lư hương, đèn…và 10 bia đá còn nguyên vẹn. Chạm khắc đá ở
Đền Phú Đa đã phản ánh những thành công nổi bật, trình độ cao về nghệ thuật chạm khắc, trang trí dân gian trên đá thời Lê mạt. Các nghệ nhân thời xưa đã biết căn cứ vào chất liệu và màu sắc của đá mà vận dụng và tận dụng chúng trong tạo hình cũng như trang trí nội thất kiến trúc. Với kỹ thuật chạm khắc tinh vi điêu luyện, với những đề tài thực trong cuộc sống, chạm khắc đá ở đền Phú Đa đã tạo nên cho di tích không khí vừa độ trang nghiêm mà không lạnh lùng, nhà ở của thần linh mà vẫn ấm áp hơi thở của cuộc sống con người.
Với những giá trị lịch sử, văn hóa, kiến trúc, nghệ thuật độc đáo, đền Phú Đa đang trở thành điểm
du lịch tâm linh hấp dẫn du khách khi
đi du lịch Vĩnh Phúc.