Đến thăm đình Diềm, hình ảnh đầu tiên đập vào mắt du khách là tòa đại đình 4 mái, đao cong nằm chỉnh tề ngay đầu làng. Đi vào bên trong, ai cũng ấn tượng với một không gian thoáng rộng (do lòng đình rộng tạo nên) và bốn cây cột cái chu vi tới 2,14m. Cụ từ Nguyễn Bá ý cho biết: Đây là những cây trụ chính chịu lực nâng đỡ cả tòa đình. Theo thần phả của làng và một số câu đối trong đình còn ghi lại, đình Diềm được xây dựng vào cuối thế kỷ 17 để thờ Đức thánh Tam Giang (như mọi làng quê ven sông Cầu), dân làng vẫn lấy năm Nhâm Thân 1692 (năm dựng mái) làm năm xây đình. Kiến trúc đình Diềm xưa tuân thủ theo kiến trúc truyền thống của Việt Nam, có nhà tiền tế, có đại đình, ngoài gian giữa có chạm những hình rồng và mây nét mác, tất cả mọi thành phần của khung nhà đều bào trơn đóng bén, soi gờ chỉ chạy thẳng. Đình Diềm xưa khá bề thế, gồm 3 gian hai chái khép kín thành một chỉnh thể thống nhất và hài hòa. Sau này do chiến tranh, nhiều kiến trúc độc đáo đã bị phá huỷ, hiện đình chỉ còn 1 gian 2 chái. Ngay từ năm 1964, đình Diềm đã được Nhà nước ta công nhận danh hiệu di tích kiến trúc nghệ thuật cấp Quốc gia. Nét độc đáo của đình Diềm chủ yếu ở chiếc cửa võng và chiếc nhang án thờ nơi gian giữa. Chiếc nhang án nằm phía trong cửa cấm, theo các nhà nghiên cứu thuộc Cục bảo vệ di sản (Bộ Văn hóa-Thông tin), giá trị của nó về một số mặt “có thể đưa vào danh sách các bảo vật Quốc gia”. Nhìn tổng thể nhang án được sơn son thiếp vàng rực rỡ, chân quỳ chạm hình rồng, các tầng diềm được trang trí bằng nhiều hình rồng, vân mây, hoa bốn cánh với kỹ thuật chạm lộng, chạm nổi, chạm thủng. Hai bên là ván chạm thủng hình “Song nghê triều dương” (hai con nghê chầu mặt trời), và 4 con rồng chầu vào vòng sáng nhọn đầu của chữ “Phúc”. Bên cạnh các hình chạm khắc này, nhang án còn có những hình chạm rất đặc sắc, trong đó có cả hình tượng các cô thôn nữ xinh đẹp, yểu điệu. Điều đó chứng tỏ người dân làng Diềm xưa không hề bó buộc, câu nệ mà đưa cả những cảnh sinh hoạt đời thường vào trang trí tại một nơi thâm nghiêm như đình, chùa. Theo cụ Nguyễn Văn Thư, trưởng ban quản lý đình, khác với đình rất nhiều nơi khác, từ gần 300 năm trước, “đặc sản” quan trọng nhất của đình Diềm chính là bức cửa võng “độc nhất vô nhị”. Bức cửa võng này chạy dài suốt từ thượng lương ở trên độ cao 7m xuống tận nền đình, gồm bốn tầng lớn xếp theo bậc thấp dần cho đến giáp hao cột cái bên trong. Tầng nào cũng được chạm khắc tinh tế với nhiều hình khối nghệ thuật, biểu tượng tứ linh (long, li, quy, phượng) và những đề tài đậm chất nghệ thuật. Toàn bộ cửa võng thếp vàng rực rỡ, không một mảng trơn bóng, từng nét nhỏ đều được trang trí kỹ lưỡng khiến cho nổi bật lên, thu hút sự chú ý của mọi người ngay từ phút đầu mới đến. Theo đánh giá, hầu hết các đình làng xứ Bắc đều có cửa võng, nhưng không thấy cửa võng nào đẹp và độc đáo như ở đình Diềm. Nghệ thuật chạm khắc gỗ của cửa võng đình Diềm đã thể hiện được tinh hoa nghệ thuật điêu khắc gỗ của người nghệ nhân dân gian Kinh Bắc thủa xưa. Cùng với đôi phỗng trên ban thờ, đình Diềm còn lưu giữ được nhiều cổ vật quý như lư hương, lộc bình và đặc biệt là 36 đạo sắc phong.Theo cụ Thư, mỗi năm đình Diềm đón một lượng khách khá lớn về tham quan, nghiên cứu. Điều đáng mừng là nhân dân địa phương luôn có ý thức gìn giữ, tu bổ tôn tạo đẹp hơn nên qua nhiều lần trùng tu vẫn giữ được dáng vẻ nguyên sơ và chưa hề xảy ra vụ mất mát cổ vật nào. Mong rằng các ban ngành chức năng của tỉnh Bắc Ninh quan tâm hơn nữa để đình Diềm phát huy được hết giá trị của một trong những ngôi đình đẹp nhất xứ Bắc.