Lễ hội đình Chèm được tổ chức hàng năm từ ngày 14-16/5 âm lịch, được xem là một trong những tín ngưỡng lâu đời gắn liền cùng ngôi đình cổ nhất Hà Nội.
Lễ hội có nhiều nghi lễ đặc trưng gồm: Lễ rước nước trên sông Hồng, lễ rước văn, phát tấu, lễ yên vị, lễ mộc dục, lễ phóng sinh,… Phần hội cũng được tổ chức quy mô với các cuộc thi và trò chơi truyền thống đặc sắc, như: Thi làm chè kho, thi bơi, thi vật, thi bắt vịt nước, chơi cờ người, tổ tôm điếm, đấu vật… thu hút sự tham gia của cộng đồng nhân dân, để lại ấn tượng với du khách thập phương .
Đoàn rước nước bắt đầu xuất phát từ đình Chèm với sự tham gia của hơn 100 người, đi đầu là đội múa rồng, đánh trống, đánh chiêng….
Đoàn rước xuống thuyền ra sông lấy nước.
Đi sau cùng là đội quân phù giá gồm hầu hết là các thanh niên khỏe mạnh, mặc váy cuốn, đeo thắt lưng, khăn đội đầu, che mặt màu đỏ, khiêng kiệu Ông và kiệu Bà.
Hội đình Chèm là một trong những lễ hội cổ với nhiều nghi lễ đặc trưng cho các sinh hoạt văn hóa của cư dân nông nghiệp lúa nước vùng đồng bằng sông Hồng.
Đoàn thuyền đi một vòng qua địa phận của ba làng Chèm, Hoàng Xá và Liên Mạc. Sau đó, thuyền quay ba vòng ở giữa dòng sông.
Trong lúc thuyền quay, mọi người thả vòng càn khôn (bằng cây song) để Chủ tế dùng gáo đồng múc nước vào chóe.
Nghi thức lấy nước: Mỗi chóe 3 gáo, chóe nào dùng gáo của chóe đó.