Tương truyền, ngôi chùa được dựng lên từ thời Lý. Tuy nhiên, nhiều khả năng là niên đại của chùa có liên hệ mật thiết với niên đại của chiếc cổng tam quan hiện đang ngự trước sân đình, được xây vào thời kỳ cuối Lê, đầu Nguyễn, tức là thế kỷ 18, 19. Nhìn vẻ hoành tráng của cổng tam quan này, có thể đoán định rằng, trước kia, chùa Lệ Mật đã từng được xây dựng to lớn bề thế, có như vậy, tầm cỡ của nó mới tương xứng với chiếc cổng.
Sau khi chùa Lệ Mật bị di dời lùi xuống, nhường chỗ cho việc dựng đình, thì ngôi chùa bị hỏng hướng (nói theo ngôn ngữ dân gian là bị “mất hướng”). Điều đó cho phép đoán định là chùa bị di dời vào thời điểm “Nho thịnh, Phật suy”. Chùa phải nhường chỗ cho đình, chứng tỏ Phật giáo tại địa phương này cũng chỉ giữ vai trò khiêm nhường bên cạnh vị thành hoàng làng. Cũng còn một cách lý giải khác, là vì chùa là chùa của riêng làng Lệ Mật, còn đình là nơi phụng thờ thành hoàng của Thập tam trại, nên phải xây to hơn, và thực tế là các khoản kinh phí đóng góp hàng năm dành cho đình lớn hơn rất nhiều so với chùa. Nói vậy, không có nghĩa là ở Lệ Mật người dân không tôn trọng, hoằng dương Phật pháp, bởi chính vùng đất Kinh Bắc là cái nôi Phật giáo của nước ta từ thời đầu Công nguyên. Bên cạnh việc tế lễ, cầu đức thành hoàng, người dân bao giờ cũng lễ Phật. Các ngày hội đình, nhà chùa bao giờ cũng góp lễ tham gia vui chung cùng dân làng. Người dân đi hội đình cũng đồng thời sang lễ chùa trong ngày hội vui Xuân. Dường như việc tách bạch hội đình ra khỏi không gian chung của cụm di tích (đình – miếu công chúa – chùa) là một khái niệm mơ hồ, chẳng ai nghĩ đến.
Chùa có kết cấu 5 gian, khung và vì kèo đều được làm bằng gỗ. Gian chính kết hợp với hậu cung tạo thành mặt bằng hình chuôi vồ. Hiện nay, chùa đang bị xuống cấp nghiêm trọng: mái chùa thấp, lòng chùa hẹp, các cột chống đều bị mối mọt, sàn chùa bị “ốp lát” một cách tùy tiện. Trừ các pho tượng trên Phật điện và mảng cửa võng được sơn thếp, còn các bộ phận khác hầu như không có trang trí. Các pho tượng Phật bé nhỏ, khiêm tốn. Di sản của chùa hiện chỉ còn một chuông đồng đã bị sứt, một tấm bia hậu bằng đá có niên đại Tự Đức và một vài đôi câu đối cổ, cũng mang niên hiệu Tự Đức.
Trước đây, nằm trong phần đất thuộc sở hữu của chùa còn có hai chiếc ao: một ao trước cổng, một ao khác ở bên trái cổng chùa. Nay một ao đã bị san lấp để làm nhà văn hóa, còn ao kia đã bàn giao cho Ban quản lý di tích Lệ Mật, vì vậy, đất chùa ngày càng bị thu hẹp lại. Không chỉ có đất chùa bị xâm lấn, thời gian gần đây, trong quá trình đô thị hóa, ao đình nằm trong vành đai xanh của cụm di tích, cũng đã bị san lấp gần hết để chuyển cho dự án xây dựng trường mầm non phường Việt Hưng. Đây là một thiệt thòi đáng tiếc cho phong hóa làng Lệ Mật.
Theo thuyết phong thủy, không nên hoặc rất hạn chế cải tạo không gian bao quanh di tích, bởi những ao chuôm, dòng chảy, núi đồi… là những chuẩn mực tạo nên phong thủy cho địa cuộc (thế đất). Sự tác động của con người một cách quá đáng sẽ làm cho phong thủy bị cạn mòn, suy lạc. Nhìn chung, những nơi thờ thần không thể thiếu nguồn nước, đặc biệt nước ở phía trước mặt (minh đường) nhằm tạo ra thế “tụ thủy tích phúc” (tích tụ phúc đức như nước chảy vào chỗ trũng). Người ta tin rằng, với thế đất như vậy thì sức mạnh của thần sẽ lớn hơn và ban ân huệ cho con người nhiều hơn.
Chùa Lệ Mật đã qua nhiều đợt tu sửa, song vết tích những lần tu sửa cho thấy, đây chỉ là những vá víu mang tính tạm thời, không có quy hoạch, không được đầu tư một cách cẩn thận. Ngay cả mặt bằng tổng thể ngôi chùa hiện cũng bị cắt xén, không được vuông vắn.
Là những thiết chế văn hóa được dựng lên do nhu cầu thực hành các nghi lễ tôn giáo, tín ngưỡng dân gian, mặc dù đã trải qua nhiều thăng trầm, nhưng đình, chùa Lệ Mật không những tiếp tục gắn bó với đời sống tâm linh của người dân nơi đây, mà sự hiện diện của chúng còn là những dấu ấn đậm nét, lưu giữ bản sắc văn hóa truyền thống, tạo những cảnh quan đặc sắc của làng quê Việt Nam xưa. Do đó, việc gìn giữ và phát huy những di sản vật thể di tích đình đền chùa miếu mạo có ý nghĩa vô cùng quan trọng, bởi đó là một trong những nơi để niềm tin trong lòng người neo đậu.