龙华烈士陵园的建设历经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，后因故而未竟。

    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。

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