Đình, đền và chùa Vũ Thạch đã may mắn thoát khỏi sự phá huỷ vào cuối thế kỉ 19, đầu thế kỉ 20 khi thực dân cho dỡ bỏ làng cũ để xây nhiều công sở và phố Tây. Thời Pháp thuộc, cụm di tích đã được trùng tu, sửa chữa nhiều lần qua các năm: Tự Đức thứ 35 (1882), Thành Thái thứ 3 (1891) và Khải Định thứ 9 (1924).

Đình Vũ Thạch là một trong những điểm thờ phụng thánh Khỏa Ba Sơn, vị tướng của Nhị vua Hai Bà Trưng. Theo các tư liệu còn lại, ông được Hai Bà cho lĩnh 500 quân tới ấp Hoa Động (nay thuộc xã Cự Khối, huyện Gia Lâm, Hà Nội) lập một đồn giả để lừa quân Hán, nhờ đó mà đánh bại được thái thú Tô Định.

Sau khi lên ngôi, nhị vua Hai Bà Trưng cử Khỏa Ba Sơn trở về đóng đồn tại ấp Hoa Động, song ông đã hoá ngay giữa buổi tiệc khao thưởng dân làng. Nơi thờ chính của ông hiện ở làng Xuân Đỗ, xã Cự Khối. Tại đây có cuốn Thánh tích ngọc phả ghi rất rõ về gốc tích và công trạng của ông, trong sách ghi niên đại “tháng trọng thu niên hiệu Vĩnh Hựu thứ 6” (tức năm 1740).

Để tưởng nhớ công ơn vị thần này, dân làng Vũ Thạch mở hội đình vào ngày 10 tháng 2 và 15 tháng 10 Âm lịch hàng năm. Trong những ngày này bao giờ cũng có một đoàn của làng Xuân Đỗ (Hạ) đến cùng tham gia. Lễ hội có rất nhiều trò chơi dân gian truyền thống như hát ca trù, hát văn, biểu diễn võ dân tộc.

Ngôi đình Vũ Thạch từng là nơi đặt hòm phiếu bầu Quốc hội khoá 1 (6-1-1946) và là nơi đóng quân Tự vệ thành Hà Nội trong 60 ngày kháng chiến cuối năm 1946 đầu năm 1947. Năm 1995, phường Tràng Tiền đã tiến hành dựng Bia tưởng niệm 77 anh hùng liệt sỹ là công dân của phường.

Trải qua mấy trăm năm, đình Vũ Thạch đã được trùng tu nhiều lần. Khoảng sân trước đại đình có lẽ đã bị thu nhỏ diện tích khi người Pháp bắt đầu mở rộng phố xá. Phía sau và hai bên đình cũng bị dân lấn chiếm một phần đất. Dáng vẻ hiện nay cho thấy ngôi đình mang phong cách nghệ thuật kiến trúc của thời Nguyễn.

Đình quay về hướng tây, cổng tam quan và bức tường dài xây giáp liền với hè phố Bà Triệu phủ bóng cây xanh. Nhà đại bái rộng 5 gian, kết cấu với thượng điện thành hình chuôi vồ, bên trong bài trí trang nghiêm theo lối truyền thống.

Trong đình Vũ Thạch hiện có pho tượng thánh Khỏa Ba Sơn cùng 30 ngai thờ sơn son thiếp vàng, trong đó 5 ngai lớn được chạm trổ rất công phu. Đình cũng giữ được cỗ kiệu bát cống và bốn đôi lọ lộc bình men trắng vẽ lam có niên hiệu đời Thanh. Hoành phi, câu đối, cửa võng, hương án đều được trang trí đẹp đẽ, các đồ tế khí thể hiện trình độ chế tác rất cao.

Đặc biệt nơi đây hiện còn lưu 5 sắc phong của các vị vua nhà Nguyễn mang niên hiệu khác nhau rải rác suốt thế kỷ 19: Gia Long (năm 1802), Tự Đức (1852 và 1879), Đồng Khánh (1886), Thành Thái (1889). Những sắc phong này đều thể hiện sự kính trọng đối với danh tướng Khỏa Ba Sơn.

Đình Vũ Thạch và đền Mẫu liền kề cùng với chùa Vũ Thạch (trong ngõ 13b Bà Triệu) đã được Bộ Văn hóa – Thông tin xếp hạng là một cụm di tích kiến trúc nghệ thuật quốc gia vào năm 1986.