Đình Mai Xá xây dựng tại làng Mai Xá, xã Song Mai, trên một khu đất cao thoáng, mặt tiền quay hướng Tây Nam. Trước sân đình có hồ nước rộng, xung quanh liền kề với dân cư.
Đình thờ Ngũ vị Đại Vương là Cự Lãm, Hồng Lý hiệu Cao Minh, Thổ Lệnh, Long Hầu hiệu Cao Mang, Huyền Linh. Đây là năm vị công thần có công giúp nước, yên dân, xây cầu, đắp đê bối bảo vệ cho dân tránh lũ lụt dưới thời Hùng Duệ Vương.
Đình Mai Xá còn ghi nhận nhiều sự kiện lịch sử của địa phương trong thời kỳ kháng chiến chống thực dân Pháp. Năm 1943-1945, có hai đảng viên Đảng cộng sản Đông Dương về đình hoạt động bí mật, xây dựng cơ sở Cách mạng đó là đồng chí Nguyễn Quyết, nguyên là Đại tướng quân đội nhân dân Việt Nam và đồng chí Mai Tuấn Nghĩa là cán bộ tiền khởi nghĩa.
Theo thần tích, sắc phong và kiến trúc còn lại, đình Mai Xá được xây dựng khá sớm niên hiệu Lê Cảnh Hưng thứ 32 (1771). Sau đó, đình được trùng tu, tu sửa vào thời Nguyễn năm Minh Mạng thứ 18 (1837) và năm Duy Tân thứ 8 (1914). Hiện nay, đình có kiến trúc kiểu chữ Đinh gồm Đại bái 05 gian 02 dĩ, Hậu cung 03 gian kiến trúc vì kèo đơn giản. Tại gian trung tâm toà Đại bái có 08 đầu dư thời Lê và Nguyễn chạm theo kiểu cá hoá long. Các bức cốn chạm tứ linh, long mã,… Nét chạm khắc tinh xảo, mềm mại mang tính mỹ thụât cao.
Đình còn lưu giữ một số đồ thờ tự có giá trị như: hoành phi, câu đối, ngai thờ thời Nguyễn, bát hương sứ thời Lê, sắc phong thời Lê.
Từ những giá trị hiện hữu về kiến trúc, đình Mai Xá được Bộ Văn hóa - Thông tin ban hành Quyết định số 06/2004/QĐ-BVHTT ngày 18/2/2004 xếp hạng là di tích “Kiến trúc nghệ thuật” cấp Quốc gia .