Theo sử sách để lại, lễ hội đình Chèm được tổ chức hàng năm để kỷ niệm ngày thắng trận, khải hoàn mở hội mừng công và làm lễ cầu siêu cho các tướng sĩ của Đức Thánh Lý Ông Trọng, trong cuộc kháng chiến chống quân xâm lược phương Bắc và cũng là nghi lễ cầu mưa thuận gió hòa, cho mùa màng bội thu của cư dân nông nghiệp vùng đồng bằng sông Hồng.
Năm 2015, lễ hội truyền thống đình Chèm đã được công nhận là Di sản Văn hóa phi vật thể Quốc gia, Đình Chèm còn được Thủ tướng Chính phủ xếp hạng Di tích kiến trúc nghệ thuật cấp quốc gia đặc biệt (tại Quyết định số 2028/QĐ-TTg ngày 25/12/2017).
Sau hơn 2 năm phải tạm dừng vì dịch bệnh Covid-19, ngày 10/6/2022 (nhằm ngày 12/5 năm Nhâm Dần), UBND phường Thụy Phương, Ban tổ chức lễ hội truyền thống đình Chèm đã quyết định cho tổ chức lại lễ hội đình Chèm. Nhân dân thập phương phấn khởi, hồ hởi, kéo về dự hội hết sức đông vui...
Theo thông lệ, mở đầu cho lễ hội chính là hội thi nấu chè kho của 3 làng: Chèm, Hoàng Xá và Hoàng Liên, nhằm tôn vinh truyền thống văn hóa, lưu giữ hình ảnh đẹp của lễ hội quê hương, giới thiệu nét Văn hóa ẩm thực của sản phẩm chè kho.
Vào ngày chính hội, lễ rước nước được coi là hoạt động chủ đạo, đoàn rước kiệu làm lễ tại đình, sau đó xuất phát từ đình rồi xuống thuyền ra giữa sông để lấy nước tinh khiết.
Đoàn thuyền đi lấy nước trên sông được lực lượng cảnh sát giao thông đường thủy tháp tùng suốt cuộc hành trình.
Thuyền ra đến điểm lấy nước, vòng Càn Khôn được một lão niên chủ tế thả xuống mặt sông rồi dùng gáo múc nước đổ vào 3 chiếc chóe sứ, gáo của chóe nào múc đổ vào chóe đó. Lấy nước xong, đoàn thuyền quay về. Khi qua cửa đình phải quay mặt vào đình làm lễ trình Thánh.
3 chóe nước sau khi lấy đầy, tiếp tục được rước về đình.
Khi đưa về đình, nước được rước vào hậu cung để ngày 15 dùng làm lễ Mộc Dục.
Sau 3 ngày khi mọi nghi thức tế lễ đã hoàn thành, lễ thả chim câu được thực hiện vào chính giờ Ngọ (12 giờ) để cầu siêu cho các linh hồn tử sĩ và cầu bình an cho dân chúng.
Lễ hội đình Chèm là sự kết hợp chặt chẽ giữa tín ngưỡng thờ thành hoàng làng với tín ngưỡng cổ xưa của cư dân nông nghiệp thông qua lễ rước nước, cầu mong mưa thuận gió hòa, cuộc sống bình an, vừa thỏa mãn nhu cầu tín ngưỡng, kết nối tinh thần đoàn kết các làng xã với nhau và cũng là cách thức giáo dục truyền thống lịch sử, văn hóa một cách sinh động, thiết thực.