Sau khi thành lập quận Long Biên vào cuối năm 2003, các thôn xã cũ đã được phân chia thành các tổ dân phố của phường mới. Chùa hiện nằm trên địa bàn thuộc quyền quản lý hành chính của tổ 13, nhưng thực chất trong sinh hoạt tâm linh có sự quản lý chung của 4 tổ dân phố 12, 13, 14, 15 là địa bàn thôn Trạm trước đây.
Cuối thế kỷ XIX, Trạm là một thôn thuộc xã Cổ Linh, tổng Cự Linh, huyện Gia Lâm, tỉnh Bắc Ninh. Cổ xưa, Trạm có lúc còn được gọi là trang, hương Cổ Linh. Khảo cứu truyền tích ở địa phương tên “Trạm” có lẽ xuất hiện vào thời Trần (thế kỷ XIII) liên quan đến sự tích “Đường Nghè” – Viện Gia Viễn, là nơi triều đình giải quyết các vụ khiếu kiện cửa quan, nơi xử kiện của Đô Ngự sử. Từ tháng 8/1945 đến tháng 3/1949, Trạm là một thôn của xã Phi Thường. Từ năm 1949 đến năm 2003, Trạm là thôn thuộc xã Long Biên, huyện Gia Lâm, ngoại thành Hà Nội.
Chùa Trạm nằm ở bờ bắc tuyến đê sông Hồng, nơi có nhiều di tích nổi tiếng của quận Long Biên và huyện Gia Lâm như đình – chùa Tư Đình, đền Thạch Bàn, chùa Xuân Đỗ, cụm di tích Cự Khối, xa hơn là Bát Tràng, Văn Đức… Thôn Trạm là vùng đất bồi ven sông, từ rất sớm đã có các cộng đồng dân cư sinh sống. Theo Thần tích, nơi đây đã có người ở từ thời đầu Công nguyên. Chùa Trạm cũng giống như đại đa số các ngôi chùa ở miền Bắc nước ta, là nơi cúng Phật, thờ Mẫu. Chùa được xây dựng bắt đầu từ thời gian nào thì chưa có cơ sở để khẳng định thật chính xác. Căn cứ vào các cổ vật của chùa còn giữ được đến nay như quả chuông đồng có niên hiệu: “Vĩnh Thịnh thập tứ niên, thập nhị nguyệt, nhị thập nhất nhật ngọ thời cốc”, từ là Bài minh trên chuông được khắc vào giờ Ngọ, ngày 22/12, niên hiệu Vĩnh Thịnh thứ 14 (1718); bia có dòng niên đại: “Hoàng triều Cảnh Hưng vạn vạn niên chi tam thập trọng thu cốc đán”, tức là: dựng bia vào ngày tốt giữa thu (tháng 8) niên hiệu Cảnh Hưng thứ 30 (1769); 1 ngai thờ hậu theo phong cách nghệ thuật thời Lê mạt thế kỷ XVIII. Qua các cổ vật này có thể đoán định chùa Trạm được xây dựng ít nhất cũng từ thời Lê Mạt, thế kỷ XVIII.
Kiến trúc cổ của chùa Trạm đã bị hư hỏng, hiện chỉ có các công trình kiến trúc mới được khôi phục tu bổ lại. Chùa hiện gồm các hạng mục: Tam quan, chùa chính hình chữ đinh gồm tòa Tiền đường và Thượng điện, Điện Mẫu, Nhà Tổ, nhà khách…Xung quanh các công trình kiến trúc có nhiều cây ăn quả lưu niên xanh mát.
Chùa chính nhìn về hướng Nam, qua Tam quan là một sân rộng có nhiều cây nhãn cổ thụ dẫn đến Tiền đường dựng theo kiểu tường hồi, bít đốc, tay ngai, trụ biểu. Bờ nóc làm trơn, chính giữa tạo một bức cuốn thư ghi tên chữ của chùa. Phía trước tiền đường để hiên ở 3 gian giữa, làm cửa bật ghép cánh kiểu bức bàn. Tường gạch ở hai bên cửa sổ tròn trổ hoa văn chữ thọ ở giữa. Tiền đường có kết cấu 5 hàng chân do phía trước có hàng cột hiên, 2 vì trung tâm làm theo kiểu giá chiêng, 2 vì bên kết cấu thượng giá chiêng, trung kẻ truyền, hạ làm tiền kẻ, hậu bẩy. Thượng điện có 3 gian, 2 dĩ.
Chùa chính đã được tu sửa vào năm 1996-1997. Chạm khắc trên kiến trúc được tập trung ở cốn nách, ván gió với các đề tài thuộc hệ tứ quý: Tùng – Trúc – Cúc – Mai. Cốn mê chạm hình Hổ phù, trên thân xà và một số bộ phận khác chạm hình cách điệu vân mây. Mặt trong tường hồi chùa nối ra trụ biểu đắp phù điêu với đề tài thông, mai. Các trang trí của chùa không nhiều, chạm khắc giản lược, tuy vậy, cũng góp phần làm cho kiến trúc chùa sinh động, bớt nặng nề, gò bó.
Điện Mẫu – Nhà Tổ của chùa làm lùi hẳn về phía sau chùa chính, phía trước có một sân rộng lát gạch, kiến trúc 5 gian kiểu tường hồi bít đốc, tay ngai. Phần khung dưới là kết cấu bê tông giả gỗ, ở trên là khung mái gỗ lợp ngói di. Hiên rộng, có 3 gian giữa làm cửa kiểu bức bàn, 2 gian hồi ngăn làm phòng ở.
Ở lĩnh vực điêu khắc (tượng tròn) trên Tam bảo có các tượng: Tam thế, A Di Đà, A Nan – Ca Diếp, Quan Âm Chuẩn Đề, Quan Âm Thế Chí, Thế tôn, toàn Cửu Long bố trí ngoài cùng, hai bên là tượng Phạm Thiên, Đế Thích. Ngoài Tiền đường bố trí ban thờ Đức Ông, Thánh Tăng, Hộ pháp và tượng Di Đà phóng quang. Tượng của chùa chủ yếu bằng gỗ mít, có phong cách nghệ thuật thời Nguyễn thế kỷ XIX đầu thế kỷ XX, riêng tượng Cửu Long bằng đồng. Các tượng này đều có kích thước trung bình, được các nghệ nhân tạo tác khá sinh động, có giá trị nghệ thuật tương đối cao. Tại Điện Mẫu và Nhà Tổ của chùa được bố trí thờ Tổ cùng Mẫu ở 3 gian giữa. Ban thờ Mẫu có 3 tượng, ban thờ Tổ có 1 tượng mang phong cách nghệ thuật thế kỷ XX, các tượng Cô, Cậu có nhiều nét dân gian, ngộ nghĩnh. Tại ban thờ hậu hiện có bộ Long ngai, bài vị thờ người bầu hậu với nghệ thuật khá tinh xảo.
So với chùa các nơi khác thì chùa Trạm tương đối đầy đủ các tượng chính của một Điện Phật. Chùa Trạm còn có các di vật đồ thờ khác đáng quan tâm như cửa y môn, hoành phi, câu đối, bia đá, quả chuông đồng (chuông đồng và bia đá có niên đại vào thời Lê Mạt, thế kỷ XVIII). Bài minh trên các cổ vật này là những tư liệu quý về lịch sử xây dựng, tu bổ chùa. Trong văn bia ghi lại khá rõ vào năm Canh Thân 1740, chùa cổ bị hư hỏng, kiến trúc bị cháy trong binh biến, đến năm 1759, nhờ sự hằng tâm hằng sản công đức của vị hậu Phật đã đại tu lại kiến trúc của chùa. Vị hậu Phật hiện vẫn được thờ tại chùa, lấy ngày giỗ làm ngày giỗ Tổ. Trong văn bia cũng ghi lại cảnh quan của chùa.
Trong kháng chiến chống thực dân Pháp và đế quốc Mỹ, chùa và đình cũng là nơi gắn với một số sự kiện lịch sử của địa phương. Nơi đây tập hợp đông đảo các tầng lớp nhân dân địa phương và khách thập phương đến thăm viếng.
Kiến trúc chùa Trạm mới được phục hồi, quy mô không lớn nhưng vẫn nối được mạch truyền thống, bảo tồn được nhiều cổ vật, đồ thờ giá trị. Cùng với đình, chùa đã đáp ứng nhu cầu tín ngưỡng và sinh hoạt văn hóa ở địa phương, tạo nên một cụm di sản văn hóa có giá trị. Chùa Trạm được công nhận xếp hạng di tích lịch sử văn hóa năm 2006, tạo cơ sở pháp lý cho việc bảo vệ và phát huy giá trị di tích, đó cũng là sự khẳng định về giá trị của di sản văn hóa này.