Đền làm bằng gỗ, xây bao tường bằng gạch,vôi vữa với kiến trúc đơn giản, nhưng do thăng trầm của lịch sử và sự khắc nghiệt của thiên nhiên nên đã bị hư hỏng, xuống cấp. Các năm 2008, 2014, 2015, 2018 được Đảng bộ, Chính quyền và Nhân dân địa phương cùng con em xa quê đóng góp tu bổ, xây dựng lại một cách khang trang, gồm có ba toà thượng, trung, hạ đường xếp theo hình chữ Tam (三) đáp ứng nhu cầu sinh hoạt văn hóa và tâm linh.

Đền Phương Giai thờ Hoàng giáp Dương Trí Tri, một vị quan có tài, một lương y có nhiều công lao trong việc bốc thuốc chữa bệnh cho nhân dân vào thời nhà Mạc. Tục truyền rằng vào thời đó tại vùng phía bắc huyện Kỳ Hoa (nay là Kỳ Anh) có dịch bệnh đậu mùa trẻ em, ông Hoàng giáp có những vị thuốc nam cứu được rất nhiều trẻ em thoát khỏi bệnh trở về cuộc sống. Với công lao đó, sau khi mất, ông được nhân dân địa phương lập đền thờ, gọi là đền Phương Giai. “Phương Giai” theo dân làng giải thích “Phương” là xa, bao quát, “Giai” là sự bền bỉ, trường tồn, đền Phương Giai nghĩa là đền xa trông rộng và trường tồn.

Đền Phương Giai ngoài giá trị tâm linh, tín ngưỡng, trong giai đoạn lịch sử hiện đại còn có giá trí lịch sử cách mạng, đó là nơi diễn ra Đại hội thành lập Đảng bộ huyện Kỳ Anh và là trụ sở làm việc của Huyện ủy Kỳ Anh trong cao trào Xô Viết - Nghệ Tĩnh.

Ngày 03/02/1930, Đảng Cộng sản Việt Nam ra đời, đánh dấu bước ngoặt trong lịch sử cách mạng Việt Nam. Sau đó được sự chỉ đạo của Xứ ủy Trung Kỳ, Tỉnh ủy Hà Tĩnh đã cử đồng chí Trần Hưng về Kỳ Anh vận động thành lập Đảng bộ huyện vào đầu tháng 3/1930. Sau khi tìm hiểu tình hình, đồng chí Trần Hưng đã chọn một số đồng chí tiên tiến trong Đảng Tân Việt để kết nạp vào Đảng Cộng sản Việt Nam. Đó là đồng chí Bùi Thị, Nguyễn Tiến Liên, Nguyễn Trọng Bình qua đó phát triển đảng viên mới. Trong thời gian ngắn ngày từ tháng 3-5/1930 ở Kỳ Anh đã có 7 chi bộ và 42 đảng viên. Đứng trước tình hình cách mạng ngày càng phát triển, ngày 4/6 năm 1930, ban vận động thành lập Đảng bộ huyện Kỳ Anh quyết định triệu tập Hội nghị đại biểu các chi bộ, đền Phương Giai được chọn làm địa điểm hội nghị, vì đây là trung tâm của vùng bắc Kỳ Anh, lại rất yên tĩnh, cẩn mật, đi lại thuận tiện và là nơi thờ cúng linh thiêng nên dễ bề che mặt bọn mật thám Pháp. Hơn nữa, nhân dân nơi ở đây có tinh thần yêu nước. 

Đền Phương Giai, nơi ghi dấu sự kiện thành lập Đảng bộ huyện Kỳ Anh, nay đã được trùng tu khang trang, trở thành địa chỉ đỏ để giáo dục truyền thống cho thế hệ trẻ

Tại đền Phương Giai, Đại hội thành lập huyện Đảng bộ Kỳ Anh đã được tiến hành, và đã bầu ra Ban Chấp hành huyện Đảng bộ Kỳ Anh gồm 7 đồng chí, do đồng chí Nguyễn Tiến Liên là Bí thư. Sau Hội nghị, đền Phương Giai đã trở thành trụ sở làm việc, liên lạc hội họp của Huyện ủy Kỳ Anh, là nơi in ấn tài liệu, truyền đơn tuyên truyền của Đảng bộ và trung tâm lãnh đạo quần chúng nhân dân trong cao trào Xô Viết - Nghệ Tĩnh 1930-1931