Mặc dù bia ký và niên đại ghi chép thời gian xây dựng ngôi đình không còn, nhưng qua nghệ thuật kiến trúc, nghệ thuật chạm khắc, nghệ thuật trang trí của ngôi đình, giới nghiên cứu đoán định rằng đình Phú Mỹ được xây dựng vào thế kỷ 17.

Đình Phú Mỹ hiện toạ lạc trên gò đất cao ở trung tâm làng Phú Mỹ, xã Tự Lập. Đình quay hướng đông nam theo dòng chảy của sông Cà Lồ.

Kiến trúc đình bao gồm: ao đình - cổng trụ, sân, toà Đại đình. Hai bên toà Đại đình có 2 toà Tả vu, Hữu vu.

Toà Đại đình có bố cục chữ "Đinh" kết cấu các vì theo kiểu thức chồng rường, giá chiêng. Các hệ thống vì được liên kết với nhau bởi các xà thượng, xà trung, xà hạ. Các cột được tạo tác theo kiểu "thượng thu, hạ thách" gồm 48 cột đều có hòn kê bằng đá.

Nghệ thuật

Về nghệ thuật trang trí, các nghệ nhân đã sử dụng triệt để các cấu kiện kiến trúc để thể hiện các hình tượng trang trí. Đó là điêu khắc trên các bức cốn, xà, đầu dư, kẻ, bẩy. Các tác phẩm điêu khắc là những đề tài sinh hoạt của con người, các con vật, hoa, lá, vân mây.

Đề tài "Tứ linh" được tạo tác thành tượng tròn, bố trí trên các xà nách của hai gian bên. Đầu bẩy đình chạm khắc đôi rồng cuốn nhưng đuôi kiểu cá chép, xung quanh hình đao, mác. Đầu dư là một tác phẩm được chạm lộng đầu rồng miệng ngậm ngọc. Bức chạm trên cốn bên trái gian giữa nổi lên hình một đôi rồng vờn nhau. Trên con rồng có một người cởi trần đóng khố đang trong tư thế chiến đấu với một con rồng khác.

Phía trên bức cốn, ở góc phải là tác phẩm chạm khắc đề tài "Tam đa" tượng trưng là: con khỉ đang nhảy nhót, tay cầm quả đào; một con dơi đang bay; một con hươu đủng đỉnh đi, đầu ngoái lại. Bức chạm bên phải cũng thể hiện đôi rồng và người cởi trần đóng khố đang vươn mình nắm đuôi rồng, chân phải co lên đá.

Bức cốn nách hai bên đối nhau qua gian giữa chạm cảnh một người cởi trần đóng khố đang múa với con rồng bằng tay trái, tay phải chống nách, hai chân ở tư thế "đứng tấn" (cảnh múa rồng).

Nhiều bức chạm hai gian chái còn có các đề tài thiên nhiên như hoa, lá, hình chuột, thỏ… và những con vật gần gũi với đời sống thường nhật của người nông dân.