Ngôi nhà cổ này được khởi công từ cuối năm 1810 đến đầu năm 1811 thì đưa vào sử dụng. Nhà rộng 9,8m, dài 21,5m, cao 5m, gồm 7 gian: 3 gian giữa dùng để thờ cúng tổ tiên và tiếp khách, hai bên là hai buồng, mỗi buồng 2 gian. Nhà cổ Tây Giai được xây dựng chủ yếu bằng gỗ, gồm 29 cột cái, mái nhà được lợp bởi 16.000 viên ngói vảy cá.
Hầu hết khung nhà, cột, cửa... đều được làm bằng gỗ, trong đó gỗ xoan được sử dụng nhiều nhất bởi có đặc tính nhẹ, ít mối mọt. Mỗi họa tiết hoa văn, hình điêu khắc trên các vì kèo đều có ý nghĩa riêng, không trùng lặp.
Nhà có 3 cửa chính là kiểu cửa bức bàn nhiều cánh, có tác dụng điều hòa, mở rộng hay đóng hẹp để lấy gió mát hay ánh sáng vào nhà. Qua hơn 2 thế kỷ, các cánh cửa vẫn vô cùng chắc chắn.
Vì là nhà từ đường nên trong nhà có nhiều đồ thờ chạm khắc cầu kỳ và các bức hoành phi, câu đối cổ vẫn còn nguyên vẹn. Hoa văn trang trí gồm tứ linh là long, ly, quy, phượng và tứ quý gồm tùng, trúc, cúc, mai. Trong nghệ thuật kiến trúc dân gian điều này hàm ý sự hòa hợp giữa đất, trời, sự trường thọ bền vững, cao sang và an lạc.
Năm 2004, ngôi nhà cổ này đã được trùng tu tương đối toàn diện. Sau khi hoàn thành, ngôi nhà chính thức được UNESCO công nhận là 1 trong 10 ngôi nhà cổ dân gian truyền thống đẹp nhất Việt Nam.
Trải qua bao mưa nắng và những bước thăng trầm của lịch sử, đến nay ngôi nhà cổ Tây Giai vẫn được người dân nơi đây giữ gìn, bảo vệ hầu như nguyên vẹn những nét tinh hoa của nghệ thuật kiến trúc dân gian Việt. Nơi đây là điểm đến thú vị không thể bỏ qua đối với du khách khi tới tham quan khu Di tích Thành Nhà Hồ.