Là một người luôn có tư trưởng canh tân tiến bộ, Phạm Phú Thứ luôn ghi chép tỉ mỉ về mọi điều tai nghe mắt thấy ở xứ người. Ngoài bộ Tây hành nhật kí hết sức nổi tiếng và đã được dịch ra tiếng Việt, ông còn có 2 tập thơ chữ Hán phản ánh về 2 chuyến “công du” ở Trung Quốc và phương Tây. Đó là Đông hành thi lục 東行詩錄, quyển thứ 4 của Giá Viên toàn tập, lưu dấu quá trình công cán của tác giả ở Quảng Đông, gồm 86 bài thơ; Tây phù thi thảo 西浮詩草, quyển thứ 8, diễn tả toàn bộ hành trình đi sứ Tây phương của phái đoàn Phan Thanh Giản - Phạm Phú Thứ - Ngụy Khắc Đản, gồm 32 bài thơ.
Trong một chuyến đông hành, khi hòa mình vào đêm hoa đăng trong lễ hội Vu Lan ở Quảng Đông, Phạm Phú Thứ đã tái hiện lại phong cảnh nơi đây bằng những đường nét hữu tình: “Vu Lan thắng hội mở đúng thời/ Việt hải phồn hoa sóng trùng khơi/ Thuyền bè trên sông như dệt cửi/ Dưới nguyệt đèn hoa tỏa sáng ngời (…)”. Ông còn viết lời chú thích: “Ở thành Quảng Đông vào tết Trung nguyên, [người ta] thả đèn trên sông, mỗi thuyền kết từ một đến hai ngàn ngọn đèn thủy tinh, khoảng chục thuyền như vậy, [người ta bày] hương hoa (để) cúng Phật”.
Đặc biệt, Quảng Đông từ lúc bấy giờ đã thường xuyên có chợ đêm. Trúc Đường Phạm Phú Thứ đã lắng nghe trong không gian tinh mơ những thanh âm gần gụi của cuộc sống đời thường từ phía chợ đêm vọng lại. Ở đó có cả bức tranh thiên nhiên, có cả cái xôn xao của cuộc sống con người và có cả những bóng hình lặng lẽ: “Sông thu gió nhẹ lá muôn ngàn/ Tiếng chợ sớm mai tiễn đêm hàn/ Mọi người tranh nhau mua giá rẻ/ Lầu xa lẻ bóng tựa lan can”. Tác giả có chú thích rõ hơn về chợ đêm ở đây: “Phía tây thành có chợ đêm [bán] tạp hóa, nhiều người đến đây. Tục gọi [những người ấy] là người đi chợ, [họ] nhân những lúc hàng hóa giá rẻ thì tranh nhau mua”.
Ngoài ra, tập Đông hành thi lục cho ta biết Phạm Phứ Thứ còn nhìn thấy nhiều vấn đề khác về Thiên Hậu, vua Hàm Phong hoặc về việc người Tây tập trung rất đông đúc ở phương Đông cũng như việc họ vận chuyển buôn bán hàng hóa ở Hàng Phố hay vấn đề tôn giáo ở nơi đây.
Nếu như ở Đông hành thi lục, Phạm Phú Thứ nhìn nhận về Quảng Đông có những nét chung với nước ta, thì đến Tây phù thi thảo, tác giả lại chủ yếu so sánh những khác biệt lớn giữa nước ta và các nước phương Đông với Pháp - Tây Ban Nha thuộc phương Tây.
Việt Nam chúng ta ngày nay có lẽ đã quen với văn hóa giao tiếp “bắt tay”, nhưng ở thời Phạm Phú Thứ (trước khi đi sứ) thì lại chưa có. Ông rất lấy làm lạ về điều đó: “Cùng thuyền mong thuận lợi/ Bắt tay nhau làm quen” và thêm chú thích: “Người Tây có thói quen mỗi sớm bắt tay chào hỏi nhau. Với khách tạm thời lúc này cũng như vậy”. Lễ nghi giao tiếp này còn được Phạm Phú Thứ thường xuyên nhắc đến trong Tây hành nhật kí. Như vậy, đây cũng là một tư liệu đủ độ tin cậy để chúng ta có thể khẳng định về văn hóa giao tiếp “bắt tay” của người Việt có lẽ xuất hiện muộn nhất cũng từ thập niên 60 của thế kỉ XIX.
Một chi tiết khác là đàn ông phương Tây không cầm quạt như người nước Nam: “Mượn quạt, thắm nhân tình/ Túi gió thổi dốc mình”. Ông chú thích thêm: “Người Tây đàn ông không mang quạt, chỉ phụ nữ dùng. Qua nơi này rất nóng, trên thuyền quan Tây thường hỏi đoàn sứ bộ [Việt Nam] để mượn quạt, thuyền trưởng vội vàng mở ống thông gió dùng đốt động cơ để lấy hơi mát”. Phạm Phú Thứ cũng nhìn thấy lễ nghi tặng hoa cho sứ giả: “Qui lai nhất thốc danh hoa tặng/ Do thị Xoang-thành tam nguyệt thiên = Trở về tặng một bó hoa đẹp/ Ngày ấy tháng ba xứ Xoang-thành”. Dòng chú thích nói rõ hơn về lễ nghi đón tiếp sứ đoàn: “Tháng bảy [âm lịch] ở nước ta là tháng ba âm lịch của Y-diệp, lúc ấy Tiếp sứ viên của Y-diệp là Ha-biếc-đạo quan sát các đài và cầm ba bó hoa đẹp đem tặng”. Một lễ nghi hơi khác lạ trong con mắt của Phạm Phú Thứ lúc bấy giờ.
Phạm Phú Thứ lần đầu tiên quan sát quang cảnh văn minh hiện đại ở nước Pháp từ trên đường xe lửa. Cho dù ở thành thị hay thôn quê, người ta đều xây nhà mái bằng có lầu, cửa bằng kính. Ngay cả cửa trên tàu hỏa cũng làm bằng kính. Các cột dây điện thoại chạy dài theo cả con đường: “Nghìn tám trăm năm nước lập thành/ Trời Tây giàu mạnh nổi lừng danh/ Non sông, hoa cỏ gương lồng bóng/ Đường sá, lâu đài, điện báo quanh (...)” (Hoài Mai dịch).
Một số bài thơ trong Tây phù thi thảo còn cho chúng ta biết Phạm Phú Thứ lần đầu tiên nhìn thấy việc làm đường cát, dùng lừa để vận chuyển hàng hóa, thời tiết khô hạn ở A-điên, trang trí kiến trúc, đèn đường ở Pari, rượu sâm banh, vấn đề tôn giáo, ngày thiết triều của phương Tây, v.v.. Bài thơ Đông Tây dị thú ngũ vận nói về sự khác biệt giữa phương Đông và phương Tây như múi thời gian, sắc phục quân lính, tình hình quân đội, văn hóa ẩm thực, văn hóa ứng xử giao tiếp nam nữ…
Trong chuyến đi sứ Pháp và Tây Ban Nha, Phạm Phú Thứ khi đi qua Ai Cập có thấy xe trâu nước thật tiện dụng. Ông là người đầu tiên phổ biến và áp dụng nó ở nước ta. Cái ưu điểm của xe trâu nước được ông miêu tả trong tác phẩm của mình: “Cách xưa cần vọt ngàn người tát/ Máy mới bánh xe nhất tiện bày/ Tổn phí, nhọc lao đều đỡ được/ Vụng về tăm tối, há ôm hoài?” (Tạ Quang Phát dịch). Đồng thời ông cũng viết một chú thích dài về lai lịch, cấu tạo, nguyên lí hoạt động, hiệu quả kinh tế, đánh giá khen thưởng của vua, v.v.. về chiếc xe trâu nước này. Trong đó có đoạn viết: “Năm Tự Đức Tân Tị (1863) phụng sứ đi Tây, qua nước Mạch-tây thấy xe trâu dẫn nước bên giếng, cấu tạo của nó đơn giản nhưng tiện dụng. Những người theo đoàn đều xem và trở về, duy chỉ có Văn Tiến nhớ mô hình của nó và [vẽ] đem dâng lên (...)”
Phạm Phú Thứ, trong bộ Giá Viên toàn tập, cũng đề cập sự khác biệt về giáo dục, lễ tục của Trung Quốc với các nước phương Tây như Anh, Pháp, Nga, Mĩ, đồng thời nhận thấy sự thỏa thuận giữa họ trong việc thành lập các cơ quan để thông thương.
Tất cả những điều nghe thấy của Phạm Phú Thứ được nêu ở trên đối với nhãn quan của chúng ta hiện tại thì không có gì nổi bật. Nhưng trong cái nhìn của người đương thời thì những hình ảnh thế giới như vậy lại là hiện tượng thiên kì vạn dị, không thể nào không ghi chép lại và truyền cho nhiều người.