Đền Đồng Thụ gồm ba gian và một hậu cung, trong đền còn nhiều câu đối có nội dung liên quan đến những nhân vật được thờ phụng tại đền. Theo những tài liệu còn lưu giữ thì đền Đồng Thụ thờ bà Đỗ Thị Mỹ Mai, sinh ngày mùng 10 tháng Giêng năm Quý Mão (1507) con gái thứ 7 của ông Đỗ Túc Khang, vị quan có danh vọng cuối thời Lê sơ.

Sử sách ghi lại rằng khi nhà Mạc cướp ngôi nhà Lê (1527), ông Đỗ Túc Khang vẫn được nhà Mạc trọng dụng và cử giữ chức Tán trị thừa chính sứ đạo Thái Nguyên. Do vùng đất này có nhiều giặc giã ông Khang được cử đi đánh giặc, vì tuổi cao sức yếu nên ông tiến cử con gái là Đỗ Thị Mỹ Mai đi dẹp giặc. Bà Mai xinh đẹp, giỏi võ nghệ đóng giả nam giới chỉ huy quân, đánh đâu được đấy. Bọn giặc đã dùng thủ đoạn khiến bà Mai phải tuẫn tiết vào ngày 8/06 Mậu Tý (1528). Thi thể của bà được nhân dân chôn cất và lập đền thờ cúng.

Hàng năm lễ hội đền Đồng Thụ được tổ chức từ mùng 2 Tết đến ngày mùng 6 tháng Giêng. Sau đó khách thập phương đến lễ bái, vãn cảnh chùa đến hết rằm tháng Giêng.