Xưa kia, Kim Sơn chỉ là vùng đất sình lầy ven biển, được bồi tự bởi hai cửa sông lớn là sông Đáy và sông Càn. Vùng đất này được Dinh điền sứ Nguyễn Công Trứ - người có công lãnh đạo công cuộc khẩn hoang lập nên huyện Kim Sơn vào giai đoạn năm 1829.
Lúc này, việc đi lại giữa hai bờ sông Ân vô cùng khó khăn, Nguyễn Công Trứ đã quyết định cho xây dựng cây cầu nối liền hai bờ sông. Ban đầu, cầu được dựng bằng thân của những cây gỗ to, tấm lớn và rộng để người dân thuận tiện đi lại. Nhưng qua thời gian tàn phá, năm 1902 cây cầu này được thay thế bằng một cây cầu ngói, chính là cầu ngói Phát Diệm ngày nay.
Cùng với chùa Cầu (Hội An), cầu ngói Thanh Toàn (Thừa Thiên - Huế), cầu ngói Phát Diệm (Ninh Bình) cũng là một trong những cầu gỗ cổ có lối kiến trúc độc đáo và lâu đời nhất ở Việt Nam. Chính vì vậy, nơi đây trở thành điểm thu hút rất đông du khách thập phương đến tham quan.
Trải qua nhiều biến cố, thăng trầm của lịch sử, cũng như sự bào mòn của thời gian thế nhưng cầu ngói Phát Diệm vẫn giữ nguyên dáng vẻ trầm mặc, sừng sững soi bóng bên dòng sông Ân. Cầu mang đậm lối kiến trúc độc đáo và được xây dựng theo kiểu Thượng Gia Hạ Kiều (tức: trên là nhà, dưới là cầu). Phần trên là mái ngói đỏ rêu phong truyền thống, gợi nhớ đến hình ảnh quen thuộc của các ngôi nhà, ngôi đình làng của đồng bằng Bắc bộ.
Cầu ngói Phát Diệm có 3 nhịp, mỗi nhịp 4 gian với chiều dài khoảng 36m, rộng 3m. Các phần trụ, dầm, xà của cầu được làm chủ yếu bằng gỗ lim, hai đầu cầu của hai bờ có phần cong nhẹ, giúp dáng cầu trở nên thanh thoát, nhẹ nhàng.
Theo năm tháng, phần thanh xà, dầm, lan can đều nhẵn bóng và hằn dấu vết thời gian. Hai bên đầu cầu có hệ bậc tam cấp chỉ dành người đi bộ mới được đi qua, khi bước chân lên cầu du khách sẽ có cảm giác ấm cúng, thân thuộc, gần gũi như đang bước vào một căn nhà Bắc Bộ.
Cầu ngói Phát Diệm không hề có điêu khắc, chạm trổ, có chăng thì chỉ là những đường gờ chỉ nhỏ trên phần gỗ, rất đơn giản, chất phác nhưng thể hiện sự rắn rỏi người con người Kim Sơn. Năm 2018, cầu ngói Phát Diệm đã được công nhận là Di tích lịch sử văn hóa cấp tỉnh.