Hiện nay, chưa khẳng định được chính xác chùa Trần Đăng được khởi dựng từ thời gian nào, tuy nhiên căn cứ vào phong cách tạo dựng có thể áng chừng chùa được khởi dựng trước thời kỳ Lê - Mạc, ít nhất là từ thời nhà Trần. Ngôi chùa là một trong số ít những di tích kiến trúc gỗ có lịch sử tồn tại hàng trăm năm. Di tích còn bảo tồn được khá đầy đủ các thành phần hạng mục kiến trúc, trang trí kiến trúc của một ngôi chùa cổ.
Ngôi chùa là sự kết hợp kiến trúc của nhiều thời kỳ lịch sử qua những lần trùng tu, song vẫn mang kết cấu điển hình kèo trụ nóc. Trong chùa lưu giữ số lượng tượng hết sức phong phú, đa dạng thể hiện giá trị nghệ thuật điêu khắc tượng cổ. Đặc biệt là pho tượng Thích Ca giáo chủ tọa trên đài sen với tạo tác cân đối, hài hòa.
Chùa Trần Đăng là một trong những ngôi chùa cổ hiện còn lưu giữ được nhiều giá trị văn hóa vật thể và phi vật thể. Chùa ứng với thế linh địa, hội tụ đầy đủ các yếu tố theo chuẩn mực của thuyết phong thủy, quan niệm âm dương. Đây là nơi dân làng ngưỡng vọng, nơi thể hiện lòng thành kính của người dân với Đức Phật.
Trải qua bao thăng trầm của lịch sử, Chùa Trần Đăng vẫn là điểm tựa tâm linh, là niềm tự hào của quê hương Ứng Thiên; góp phần gìn giữ và lan tỏa những giá trị văn hóa truyền thống tốt đẹp của dân tộc cho các thế hệ hôm nay và mai sau.