Đình Phạm Xá là một trong những ngôi đình có giá trị lớn về kiến trúc và nghệ thuật hiếm hoi của tỉnh Thanh Hoá ngày nay.
Do thời tiết khắc nghiệt, bão lụt thường xuyên, lại nằm cạnh dòng sông Hoạt nên việc bồi trúc đê hàng năm đã làm biến đổi một số những kiến trúc của công trình trước đây. Trên mặt bằng tổng thể hiện nay, ta biết được diện mạo của khu di tích đang bị thay đổi và không còn như công đình, đường ra vào, tường rào và phần chính của khu vực thờ tự là hậu cung.
Hiện tại còn lại khu vực chính của ngôi đình gồm sân đình, giếng đình và phần kiến trúc chính của ngôi đình.
Tuy nhiên, hiện trạng của khu di tích bị thay đổi ít nhiều, song cái giá trị quý nhất của ngôi đình vẫn là cái còn được bảo tồn khá nguyên vẹn phần kiến trúc gỗ bên trong.
Hiện trạng di tích hiện nay được bố cục mặt bằng theo kiểu chữ Nhất (-). Để nghiên cứu di tích, theo thứ tự từ ngoài vào gồm có các công trình sau: Sân đình, mái đình, kiến trúc gỗ.
Toàn bộ khung nhà có 4 vì kèo gỗ, 2 tường vĩ. Nền nhà được lát gạch màu đỏ, sườn nhà làm bằng gỗ lim. Tổng quát phần khung nhà gồm có 8 cột cái và 12 cột con. Phía trên có 8 xà đại và phía dưới là 4 xà, 14 đường hoành sát mái, 24 hòn tảng kê trên cột.
Để thấy được chức năng, giá trị của bộ vì kèo, bộ vì nóc được kết cấu theo kiểu “Giá chiêng, chồng rường”. Mỗi bộ vì nóc như vậy được kết cấu bởi câu đầu ăn mộng và hai đầu cột cái còn nằm trên đầu dư chạm rồng.
Phía trên câu đầu là hai cột trốn đứng trên đấu vuông thót đáy, các con rường trên vì kèo ngắn dần về phía thượng lương, con rường cuối cùng đội thượng lương qua một đấu nhỏ. Như vậy, toàn bộ 4 vì của ngôi đình có kết cấu giống nhau, khác nhau chỉ là ở những mảng chạm khắc.
Nghệ thuật trang trí kiến trúc:
Ngoài kết cấu kiến trúc thì nghệ thuật trang trí và điêu khắc là những yếu tố gắn bó khăng khít, không thể thiếu, đưa công trình của ngôi đình Phạm Xá lên tầm giá trị nghệ thuật cao, có bản sắc dân tộc và tính thời đại rõ rệt. Ngoài tạo hình bản thân kiến trúc: Bố cục tổng thể, hình khối không gian kiến trúc, xử lí đường nét và góc cạnh các công trình ở đình Phạm Xá, người thợ chạm khắc còn sử dụng các điêu khắc tượng tròn, chạm khắc tượng tròn trong các bức phủ điêu gỗ làm tăng giá trị nghệ thuật và phụ vụ nội dung, tính chất tư tưởng của công trình.
Có thể thấy trong tất cả các con rường của 4 bộ vì kèo đều chạm khắc hình lá cúc cách điệu, các đầu dư nằm dưới câu đầu và vì kèo đều được chạm đầu rồng.
Ngoài những bộ phận trong kiến trúc được chạm khắc tỉ mỉ, đẹp với đề tài hình rồng trên các câu đầu, đầu dư và các kẻ bẩy ngoài hiên, lá cúc cách điệu trên các con rường thì các bộ phận ngoài kiến trúc trong việc trang trí còn được làm như các bức chạm cây cỏ, hoa lá, rồng, ngựa, hưu, gà, phượng và một số con vật khác được gắn vào các vị trí chủ yếu trên các khối cổn mê và các lá đề.
Đặc biệt ở đình Phạm Xá, tất cả các bức cốn mê đều được chạm khắc bao gồm tứ linh (Long, Ly, Quy, Phượng), tứ quý (Mai, Lan, Cúc, Trúc), lá lật chim sẻ đậu trong hoa sen mãn khoai mây lửa…Tất cả được chạm khắc tỉ mỉ, trau truốt với một mỹ thuật chạm nổi cao, phối hợp cùng kết cấu kiến trúc đem lại cảm giác mức độ, thanh mảnh của toàn bộ nội thất toà nhà.
Nhìn chung trong các mảng chạm khắc của toàn bộ ngôi đình, ta thấy ở đây sự hội tụ của một bút pháp điêu luyện mà trên một vì vừa trang trí tuân thủ theo một quy luật đăng đối. Tuy nhiên trong một chừng mực nào đó chưa phải là tuyệt đối. Nhưng dù sao thì đề tài rồng, phượng, hưu, nai…là những đề tài gần gũi với những đời sống của người lao động, được các nghệ sĩ thời xưa đưa lên tầm khái quát quá cao.
Có thể thấy các đề tài mà nghệ thuật trang trí mang nội dung nghệ thuật bình dị làm tôn thêm cái đẹp hoàn chỉnh của kiến trúc đình Phạm Xá.
Có thể thấy quy mô kiến trúc và nghệ thuật điêu khắc còn lại của ngôi đình được xem là một công trình tiêu biểu của kiến trúc nghệ thuật thời Nguyễn ở Thanh Hoá. Nó cần được giữ gìn, bảo vệ và nghiên cứu trên nhiều phương diện.