龙华烈士陵园的建设经历了一个较长的历史时期。早在1950年龙华地区挖掘出“龙华二十四烈士遗骸”后，老一辈革命家就萌发了在此建立龙华烈士陵园以告慰先烈的心愿。中共上海市委、市政府于1957年向全国有关设计院、大学征集了“龙华烈士纪念公园”总体设计方案，并作筹划。
龙华烈士陵园占地313亩，建有纪念、瞻仰、碑苑、遗址、烈士墓、就义地、青少年教育活动和游憩等区域。每一区域都由不同的建筑群构成。人们在瞻仰缅怀英烈的同时，又沉浸在文化和艺术的氛围中。
龙华烈士陵园建筑的艺术特点是主题、主轴线、立体建筑的融合，以及“过去”、“现在”、“未来”的交替。红岩石、入口广场、园名牌楼、纪念桥、纪念广场、纪念碑、纪念馆、无名烈士陵等一系列建筑井然有序地坐落在陵园的南北主轴线上。入口处的红岩石，以其特定的思想意蕴点出了陵园的人文主题；纪念广场是陵园的中心地带；纪念馆以四层素色花岗石阶梯与金字塔型的蓝色玻璃幕墙和谐组合，于庄严凝重中透出明朗开阔的意境，这些建筑成功地营造出陵园独特的纪念氛围，并以其庄重大器、中西合璧、富有时代气息的建筑风格，使龙华烈士陵园成为上海标志性纪念建筑。
龙华烈士陵园建有纪念瞻仰区、烈士墓区、遗址区、烈士就义地、碑林区、青少年教育活动区、干部骨灰存放区和游憩区共8个功能区。
陵园中部、南部的南北主轴线上，大门广场内有传统特色的门楼，门外广场东侧保留红岩，象征革命烈士威武不屈的英姿。门内香樟林后为三层逐层升高和逐层向两边扩大的平台。第三层广场正中，一座用红色花岗石筑成的巨大横幅由鲜花凌空托起，碑正面镌刻"碧血丹心为人民"，反面为碑文。纪念碑后面是纪念馆，呈金字塔形。第二层平台两旁，有"独立、民主"、"解放、建设"两组主题雕塑。
在陵园东侧，紧依龙华古寺。共由两座碑亭、四座碑廊、两座碑墙和大型梯形式花坛组成。入口处是一座名为《且为忠魂舞》大型烈士群雕，底座镌刻毛泽东手书的《蝶恋花》，两座碑亭皆为方形，攒尖顶，亭中央各立一根四面有碑文的碑柱。碑廊外一侧建有对称的两座碑墙，一墙镌刻鲁迅《为了忘却的纪念》全文手迹；另一墙镌刻烈士诗文29首。在茂林修竹间，还竖立数十块保持自然形态、大小不等的石林碑刻，星罗棋布，自然成林。
由烈士纪念堂和烈士墓地及无名烈士墓组成。烈士纪念堂造型别致，圆形的顶部是斜面几何形钢架玻璃天棚结构，墙面内外共有三块"百年英烈历史浮雕"，纪念堂内有一幅瓷版画，主题为"碧血"，取材于春秋的碧血丹心。墓地分东西两块，内植草皮。
龙华烈士纪念馆展陈面积约6000平方米，分为上下两层，展线长度1300米，基本陈列《英雄壮歌》——上海英烈纪念展，共分为“序厅（照亮信仰的殿堂）”、“信仰的召唤”“使命的执着”、“信念的坚守”、“民族的脊梁”、“胜利的奋争”、“时代的先锋”和“尾厅（仰望）”8个部分。 展览以“创新发展”为总体要求，紧扣“英雄之城孕育英雄，英雄精神激励后人”主题，本着“以史叙事、以事带人、以人见精神”的布展理念，使用照片1500余张、实物400余件、油画、国画、螺钿、铜版、漆堆、玻璃刻画等各种艺术品百余件，并辅以多种先进的陈展技术，集中展示了256位英雄人物的生平事迹。
序厅（照亮信仰的殿堂）
陈列着全国动态雕塑多媒体音乐展项。天花板上的大屏幕中，乌云密布、闪电狰狞；在澎湃激昂的乐声中，三组分别象征“祖国至上，无私奉献，锐意创新”的雕塑，缓缓聚拢，象征着龙华精神的凝聚；精神之光冲破了黑暗统治，屏幕上，漫天的桃花吹散了乌云与闪电
第一部分——信仰的召唤
该展区分为辛亥风云、中共一大、中国社会主义青年团、中国劳工组合书记部和中共二大五个单元。主要人物有：李汉俊，俞秀松、李启汉、蔡和森等。
历史背景为1840年鸦片战争以来，中华民族面临的内忧外患。中国的仁人志士一直在寻找救国之路，从太平天国、戊戌变法到辛亥革命，都以失败告终。1919年，中国爆发了五四运动。参加五四运动的知识分子高举民主与科学的大旗，开始用马克思主义来思考国家的命运。
上海作为中国工人阶级较为密集的中心城市，随着马克思主义的传播，共产党早期组织于1920年8月在此成立，它成为各地共产主义者进行建党活动的联络中心。1921年7月，中国共产党在上海诞生。之后召开的中共二大提出了反帝反封建的民主革命纲领。中共一大和二大的召开共同完成了党的创建任务。
第二部分——使命的执着
该展区陈列了第一次国共合作在上海、中共四大、五卅运动、上海工人三次武装起义、四一二反革命政变五个单元。
前仆后继采用多媒体的手段，整体采用沉稳凝重的环境色调，艺术品穿插在整体环境中，起到点睛作用。旨在营造沉默压抑中爆发的年代氛围，使得观众感同身受，采用艺术品与视频结合的方式，展示严酷环境下的革命斗争。多样化的多媒体屏幕，展现人物和上海老建筑，同时，多媒体屏幕动态画面展现革命史料文献，多层次多角度地展现主题内容，艺术化地再现烈士们忠贞不屈的精神面貌。军委四烈士展区的整体设计，都是在为体现革命的低潮时期，烘托出整个区域的历史氛围。二十四烈士雕塑多媒体剧场，采用雕塑、光影、音乐、舞蹈、朗诵五维艺术的手法将龙华二十四烈士生动再现，向观众演绎英烈们由生而死，死而永生的感人故事，在纪念馆展陈上也是一次史无前例的探索。”
第三部分——信念的坚守
该展区分为前仆后继、郊县农民武装暴动、龙华二十四烈士、左翼文化四个单元的历史内容和陈延年、郭伯和、黄竞西、许白昊等英烈人物。
历史背景为第一次大革命失败后，全国革命形势转入低潮。中国共产党及时总结了经验教训，开始独立高举革命旗帜，继续进行反帝反封建斗争。这个时期中共中央和中共江苏省委在上海领导了一系列艰苦卓绝的革命活动，自身也经受了严峻的考验。一批共产党员和革命志士为探索中国革命道路而英勇献身。
第四部分——民族的脊梁
在纪念馆展陈内容的这个部分展示了一二八淞沪抗战、文化抗战、八一三淞沪抗战、抵制日伪、支援各地抗战、郊县抗日武装斗争等历史事件和茅丽瑛、童子军四烈士、姚子青、谢晋元等英烈。
在展厅内，展区以现代艺术墙面为主材，反映战争的空间环境，加强展示手段的合理性与多样性。八一三淞沪战役主要展示这次战役中牺牲烈士的英勇事迹，通过天幕投影八一四空战，3D地面弹坑化，多维度展墙，以及八一三淞沪抗战视频，立体展示中国军队在残垣断壁中英勇抗击日军的场面，营造出波澜壮阔的战场音效，视听浑然一体的画面，让观众身临其境，感受中国军队奋勇抗击日军的壮举。文化抗战则采用交互式多媒体展项，在展区中央设置一处四面均可触摸的互动展示屏，观众通过观看抗日音乐、电影、戏剧和报刊，模拟参与在新四军驻沪办事处报名参军，身临其境感受历史，了解历史。
第五部分——胜利的奋争
本展区内容主要包括反对内战争取和平，里应外合迎接解放和电台三烈士、警委四烈士、解放上海牺牲的烈士的事迹。
解放上海展区以混凝土和工字钢为主材展示墙面，强调战争的氛围，引入室外景观，结合室内装置艺术品“7613”装饰雕塑，表现在解放上海战役中牺牲的7613名解放军指战员。解放上海多维视觉场景，将油画艺术品、现场场景和投影、裸眼3D影像等多种手段融为一体，将《战上海》这幅油画，转变成动态的作品，全景式地表现波澜壮阔的人民军队解放上海的过程。
第六部分——时代的先锋
该展区主要展示了中华人民共和国成立后在社会主义建设时期和改革开放新的历史时期各领域涌现出的烈士与英模，本展区的人物陈展分为祖国至上、无私奉献、锐意创新三个单元。
祖国至上展区运用勋章作为元素，为革命历史文物赋予生动的背景，立体展示抗美援朝时期徽章、肩章等文物。营造视觉冲击力，生动再现展示抗美援朝场景。无私奉献展区，展现在社会主义建设时期各个岗位的普通人面对险情无私奉献的感人事迹及精神内涵。锐意创新展区，采用人物图文展示，结合多媒体多点触摸的展示形式，通过超大屏幕点击人物姓名，拓展阅读相关的图文资料，了解英烈，学习英模。
尾厅：仰望
通过环幕影片播放英烈和上海建设创新之城、人文之城、生态之城的成果和远景。
陵园：6:00-17:30（17:00停止入园，17:30清场)
纪念馆：9:00-16:30（16:00停止进馆，周一闭馆)
公交:
41路、44路、56路、73路、87路、92路、104路、111路、251路、733路、714路、720路、734路、809路、824路、857路、864路、932路、933路、938路。
地铁:
轨道交通十一号线、轨道交通十二号线等。
上海地处中纬，濒江临海，属亚热带季风气候。冬夏寒暑交替，四季分明，气候宜人。年平均气温15.8℃，四季皆可游。
1963年，中共上海市委重拟建造龙华烈士纪念公园，在原龙华公园的基础上征地、围墙、绿化，在公园入口处矗立“红岩石”。
1966年因“文化大革命”中断。
1983年12月，赵世炎烈士夫人夏之栩来上海龙华后，上书中央建议修建龙华烈士陵园，邓小平当月14日批示。次年2月，中共上海市委、市政府向中共中央、国务院报送了《关于筹建龙华烈士陵园的请示》和《关于龙华烈士陵园总体设计方案的请示报告》。
中央4月14日批示同意。1987年，当时任上海市委书记的江泽民，将筹建龙华烈士陵园的工作列入议事日程。1988年1月，国务院批准“龙华革命烈士纪念地”为全国重点文物保护单位。1990年10月，江泽民为龙华烈士陵园纪念碑题写“丹心碧血为人民”，邓小平为龙华烈士陵园题写园名，1991年2月，陈云为龙华烈士纪念馆题写馆名。
1993年10月，中华人民共和国民政部根据国务院批示，批准上海市烈士陵园迁入龙华烈士陵园一并建设，建成的上海市龙华烈士陵园为全国重点烈士纪念建筑物保护单位。依此批示，龙华烈士陵园建设工程于1994年5月27日开工，1995年4月5日完成土建工程，7月1日对社会开放，其纪念馆于1997年5月28日开馆。
2020年11月，被评为第五届全国未成年人思想道德建设工作先进单位。
