Chùa Bắc Cầu là một di tích được khởi dựng từ rất sớm để thờ Phật. Trên quả chuông “Thuận Tự hồng chung” đúc năm Chính Hoà thứ 9 (1690) đã ca ngợi cảnh đẹp và địa thế của ngôi chùa: “Chùa ta địa hình đẹp đẽ, cảnh vật rực rỡ, tốt tươi. Đế trạch đối diện đằng trước, đất Chúa trú ngụ vạn xóm thôn, Thiên Đức uốn khúc mé sau, thuyền bè đưa chở người qua bến. Bên trái nối Long cung tráng lệ, bên phải liền Hổ huyệt cao vời. Quả đúng nơi cửa thiền đệ nhất chốn Kinh Bắc..”.
Nội dung bài văn khắc trong chuông còn cho biết cũng vào năm này chùa được trùng tu lớn: “…Nay hưng công Thượng điện, Tiền đường cho hoàn hảo, lại đúc chuông chùa, lại làm hòm công đức, xây lại Phòng tăng, đắp thêm tượng A Di Đà và 2 pho Hộ pháp, mở rộng kỳ viên, mua đá dựng Thiên đài cho nguy nga cảnh tượng…”.
Theo các cụ cao tuổi trong làng kể lại thì trước kia chùa được dựng ở chỗ khác, đến năm 1892 chùa mới được chuyển về vị trí hiện nay và được trùng tu vào những năm đầu của thế kỷ XX. Kết quả kiến trúc hiện nay là dấu ấn của lần tu sửa cuối cùng vào năm 1993. Các công trình kiến trúc hiện nay của chùa bao gồm: Tam quan mới được xây năm 1993, chùa chính làm theo kiểu chữ đinh gồm 5 gian Tiền đường, 3 gian Thượng điện theo kiểu tường hồi bít đốc, mái ngói ta. Bộ khung toà Tiền đường được làm theo kèo cầu quá giang đơn giản, còn bên trong Thượng điện được kết cấu kiểu chồng rường giá chiêng, bào trơn đóng bén. Tại Thượng điện, ở vị trí cao và sâu nhất là nơi đặt bộ tượng Tam thế, tiếp sau là các lớp tượng A Di Đà Tam tôn, Quan âm Chuẩn Đề, tượng Di Lặc, Ngọc Hoàng, Nam Tào, Bắc Đẩu và toà Cửu Long cùng tượng Thích Ca sơ sinh bằng đồng ở lớp dưới cùng.
Nhìn chung, toàn bộ hệ thống tượng Phật của chùa Bắc Cầu 3 đều được tạo tác muộn, song mỗi pho tượng vẫn toát lên những nét đẹp của nghệ thuật tạc tượng truyền thống với những nét chạm khéo léo, tinh tế như tượng Tam thế, tượng A . Di Đà, tượng Quan âm Chuẩn Đề, tượng Di Lặc...
Cùng với các pho tượng tròn, hệ thống di vật của chùa cũng rất phong phú như: chuông đồng đúc năm Chính Hòa thứ 9 (1690), bia đá niên đại thời Nguyễn cùng toàn bộ hoành phi, câu đối, cửa võng, hương án đều được sơn son thếp vàng lộng lẫy là những tư liệu rất có giá trị trong việc tìm hiểu về lịch sử, văn hóa, nghệ thuật, vị thế, cảnh quan cũng như những lần trùng tu, sửa chữa của ngôi chùa trong suốt quá trình tồn tại và phát triển của lịch sử.