Đồn Phai Khắt ban đầu là ngôi nhà của ông Nông Văn Lạc, người dân làng Phai Khắt, được xây dựng vào khoảng năm 1940. Ngôi nhà có diện tích khoảng 210 m², được xây bằng gạch theo kiểu 4 gian, 2 trái, mái lợp ngói máng, bên trong có hệ thống trần bằng gỗ nghiến – loại gỗ quý có độ bền cao. Với vị trí nằm trên tuyến giao thông nối Tam Kim với châu lỵ Nguyên Bình và có khả năng kiểm soát cả vùng lân cận, nơi đây giữ vai trò quân sự quan trọng.
Đầu năm 1944, thực dân Pháp đã trưng dụng ngôi nhà làm đồn binh nhằm tăng cường kiểm soát khu vực, đàn áp phong trào cách mạng và cắt đứt tuyến liên lạc giữa các cơ sở cách mạng ở Cao Bằng với các địa phương khác. Đồn chỉ có một lực lượng nhỏ lính bảo an và lính dõng canh giữ, nhưng nhờ vị trí thuận lợi nên được xem là một mắt xích quan trọng trong hệ thống phòng thủ của chính quyền thực dân.
Sau khi Đội Việt Nam Tuyên truyền Giải phóng quân được thành lập ngày 22 tháng 12 năm 1944 tại khu rừng Trần Hưng Đạo, lực lượng chỉ có 34 chiến sĩ, được trang bị vũ khí còn rất thiếu thốn với một số súng trường, súng kíp và vũ khí thô sơ. Theo chỉ thị của lãnh tụ Hồ Chí Minh, đội phải nhanh chóng lập chiến công để gây dựng niềm tin trong quần chúng và khẳng định khả năng chiến đấu của lực lượng cách mạng.
Qua quá trình trinh sát kỹ lưỡng, các chiến sĩ đã nắm chắc quy luật sinh hoạt, số lượng quân địch, đường ra vào và thời gian đổi gác của đồn. Chiều tối ngày 25 tháng 12 năm 1944, lực lượng cách mạng cải trang thành lính dõng và người dân địa phương tiếp cận đồn. Bằng chiến thuật bí mật, bất ngờ, nhanh gọn, quân ta nhanh chóng khống chế toàn bộ đồn, tiêu diệt và bắt sống quân địch, thu được nhiều vũ khí mà hầu như không chịu tổn thất.
Ngay sau chiến thắng Phai Khắt, sáng hôm sau (26 tháng 12 năm 1944), Đội Việt Nam Tuyên truyền Giải phóng quân tiếp tục tiến công và giành thắng lợi tại đồn Nà Ngần. Hai chiến thắng liên tiếp chỉ trong hai ngày đã chứng minh đường lối xây dựng lực lượng vũ trang của Đảng là đúng đắn, đồng thời tạo khí thế mới cho phong trào cách mạng ở Cao Bằng và các tỉnh Việt Bắc.
Mặc dù quy mô trận đánh không lớn, chiến thắng Phai Khắt có ý nghĩa lịch sử đặc biệt quan trọng. Đây là trận đánh mở đầu truyền thống vẻ vang của Quân đội Nhân dân Việt Nam với tinh thần "biết địch, biết ta, lấy ít thắng nhiều, lấy nhỏ thắng lớn". Thành công của trận đánh đã củng cố niềm tin của nhân dân đối với lực lượng cách mạng, cổ vũ phong trào đấu tranh chống thực dân Pháp, đồng thời tạo tiền đề cho sự phát triển nhanh chóng của lực lượng vũ trang và những thắng lợi trong Cách mạng Tháng Tám năm 1945.
Sau nhiều lần tu bổ, Đồn Phai Khắt hiện vẫn giữ được những nét kiến trúc cơ bản của ngôi nhà nguyên gốc, trở thành địa chỉ đỏ giáo dục truyền thống cách mạng cho các thế hệ hôm nay. Nơi đây giúp du khách hiểu rõ hơn về những ngày đầu gian khó của lực lượng vũ trang cách mạng và tinh thần chiến đấu kiên cường của các chiến sĩ giải phóng quân.
Ngày 29 tháng 01 năm 1993, Đồn Phai Khắt được xếp hạng Di tích lịch sử cấp Quốc gia. Hiện nay, di tích là một trong những điểm quan trọng thuộc Khu di tích Quốc gia đặc biệt Rừng Trần Hưng Đạo – nơi thành lập Đội Việt Nam Tuyên truyền Giải phóng quân. Cùng với Rừng Trần Hưng Đạo, đồn Phai Khắt và đồn Nà Ngần tạo thành cụm di tích có giá trị đặc biệt về lịch sử, góp phần tái hiện chặng đường hình thành và trưởng thành của Quân đội Nhân dân Việt Nam, đồng thời là điểm đến có ý nghĩa sâu sắc trong giáo dục truyền thống yêu nước và cách mạng.