Lễ hội Đền Trấn Vũ được tổ chức thường niên vào ngày mùng 3 tháng ba (âm lịch) hàng năm, mang bản sắc văn hóa truyền thống, nhằm biểu hiện sự tôn kính của con người với thần linh. Về dự Lễ hội Đền Trấn Vũ, nhân dân, du khách thập phương có dịp chiêm ngưỡng pho tượng Huyền Thiên Trấn Vũ – pho tượng đồng đúc liền khối được chế tác khoảng thế kỷ 18, cao hơn 4m, nặng khoảng hơn 4.000kg. Pho tượng được Chính phủ công nhận là Bảo vật quốc gia năm 2015, gắn liền với lịch sử dựng nước, giữ nước của dân tộc. Cùng với Bảo vật quốc gia tượng Huyền Thiên Trấn Vũ, hiện nay, tại Đền Trấn Vũ còn lưu 23 đạo sắc phong có từ niên đại Cảnh Hưng 44 đến thời Nguyễn (từ năm 1740 đến năm 1940) đã được UBND thành phố Hà Nội công nhận là tài liệu lưu trữ quý, hiếm.