Được nâng cấp xây dựng qua ba giai đoạn, nhưng kiến trúc của ngôi đền vẫn mở ra một tổng thể hài hòa đạt độ thẩm mỹ cao. Thờ các vị danh thần của dân tộc như Uy vương Lý Nhật Quang cùng 2 vương hầu thời nhà Lý là Lý Đại Thành và Lý Thái Gia có công ổn định tình hình, mở mang tiền đồ quan trọng vào phía nam (vùng Nghệ Tĩnh), đền còn là trung tâm sinh hoạt văn hóa lễ hội của nhiều đời, đặc biệt là địa chỉ đỏ che chở cho các tổ chức đảng trong thời kỳ hoạt động bí mật.
Thượng điện thờ Đức Thánh Mẫu, do tiến sĩ Trần Đức Mậu, người con ở Phù Lưu làm quan triều đình thời Hồng Đức được Vua Lê Thánh Tông điều về phụ trách việc xây dựng vào năm Giáp Ngọ (1474), lấy tên là điện Xuân Đài. Nhà được làm bằng gỗ lim nguyên khối với nhiều họa tiết tinh xảo do thợ ở Thăng Long điêu khắc, thi công. Sau khi làm xong mới chở về bằng đường thủy để lắp ráp. Trong Thượng điện còn ba bức hoành phi và sáu câu đối nhưng có hai câu bị mờ hoặc gãy vì sự gặm nhấm của thời gian và binh biến thế cuộc. Thượng điện ra đời nằm khuất trong một vườn cây quanh năm xanh tốt. Hiện nay còn sáu cây cổ thụ ước tính hơn 800 năm tuổi gắn với tuổi lập đền và nhiều cây lưu niên khác.
Trung điện thờ các chức sắc, danh thần có công với nước. Khu thờ và tế lễ do Vua Lê Thánh Tông, niên hiệu Quang Hưng, giao cho tiến sĩ Nguyễn Văn Giai thi công, từ Thăng Long đưa về bằng đường thủy, lắp ráp hoàn thành năm Quý Mùi (1583). Hiện tại, Trung điện còn lưu giữ được nhiều sắc phong từ thời Lê Cảnh Hưng đến thời Vua Khải Định như khắc họa khung cảnh các quan đánh cờ và những điệu hát múa cung đình.
Hạ điện thờ các vị thành hoàng làng rước về từ các thôn, xã. Hạ điện được làm vào năm Đinh Sửu (1877) dưới thời Vua Tự Đức, do nhân dân trong vùng gom góp công sức và vật liệu để xây dựng. Từ Hạ điện nhìn ra là một khoảng không gian rộng lớn, xen kẽ giữa ruộng đồng bao la, lúa ngô xanh tốt là những ao sen và dòng sông Kênh Cạn uốn lượn quanh co như tạo ra một bức tranh thủy mặc.
Trong những năm sục sôi cách mạng thời kỳ Xô viết Nghệ Tĩnh (1930 - 1931), Đền Cả là một trong những địa điểm được chọn là nơi tập hợp quần chúng đứng lên khởi nghĩa giành chính quyền về tay nhân dân, góp phần đưa đến sự thành công của cao trào Xô viết Nghệ Tĩnh. Ngày 24/4/1930 tại Đền Cả, đồng chí Trần Hữu Thiều, bí danh Nguyễn Trung Thiên, Xứ ủy Trung Kỳ đã làm chứng nhận kết nạp 12 đảng viên và tuyên bố thành lập chi bộ Đảng Cộng sản ba xã (nay là Đảng bộ xã Ích Hậu). Hiện Đền còn lưu giữ 37 đạo sắc do các đời vua ban. Năm 1980, Nhà nước giao cho địa phương bảo vệ, tôn tạo và thờ phụng cũng như tổ chức các lễ hội của đền.
Thủ trì Nguyễn Xuân Dục năm nay 84 tuổi tâm sự: “Đền Cả rất thiêng, hằng năm, người dân địa phương và khách thập phương về lễ đền rất đông”. Ngôi đền có nghệ thuật thẩm mỹ xếp hạng bậc nhất trong hệ thống đền, chùa ở Hà Tĩnh hiện được kỳ vọng sẽ được tôn tạo thêm khang trang để đón những bước chân thành kính từ khắp nơi về chiêm bái.
