Đình được xây dựng vào khoảng cuối thế kỷ XV, đầu thế kỷ XVI. Trong thời kỳ kháng chiến chống Pháp (1945 - 1954), đình Vĩnh Tuy Đoài là nơi tập trung nhân dân vào Hà Nội cướp chính quyền năm 1945, là một trong những căn cứ của dân quân du kích, nơi tập kết, họp bàn của các cán bộ cách mạng. 

Năm 1947, đình còn là nơi đặt sở chỉ huy của Mặt trận Vĩnh Tuy Đoài, vì vậy ngôi đình đã bị thực dân Pháp triệt phá hoàn toàn. Được sự quan tâm của chính quyền địa phương, đình được tôn tạo (phục dựng) theo dáng dấp kiến trúc thời Hậu Lê, khánh thành vào năm 2012.

Đình gồm: Nghi môn, bình phong, sân gạch, hai dãy Tả - Hữu mạc (mỗi dãy 3 gian), đình chính đại bái và hậu cung.  Bộ khung đình hoàn toàn làm bằng gỗ lim, không sơn son, thếp vàng mà được để mộc với nhiều nét chạm trổ cầu kỳ mang phong cách nghệ thuật thời Nguyễn đầu thế kỷ XX.

Hiện nay tại di tích còn lưu giữ được bộ sưu tập di vật văn hoá có giá trị lịch sử. Trong đó, có 02 đạo sắc phong niên hiệu Thiệu Trị 4 (1844) và Khải Định 9 (1924) cho phép dân làng được thờ phụng các vị nhân thần là Nha Cát Đại vương, Nguyệt Nga công chúa tại đình. 

Đình còn lưu giữ được những cổ vật quý như: Long ngai, tượng Thần, hoành phi, câu đối, cửa võng, hương án, khám thờ, lư hương đá.

Lễ hội đình được diễn ra vào ngày mùng 1 tháng 2 và ngày 10 tháng 8 âm lịch hàng năm, nhằm phát huy truyền thống “Uống nước nhớ nguồn”, giữ gìn bản sắc văn hoá dân tộc.

Đình Vĩnh Tuy Đoài được Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội công nhận Di tích Lịch sử - Nghệ thuật cấp Thành phố năm 2014.

Nguồn: Di tích lịch sử Thành phố Hà Nội