Lịch sử xây dựng lăng Dục Đức cũng phức tạp theo những biến động trong nội bộ triều đình và hoàng gia nhà Nguyễn, kể từ khi vua Tự Đức thăng hà vào ngày 19-7-1883. Vì vua Tự Đức không có con để nối ngôi, cho nên ngai vàng của triều đình Nguyễn trở nên đẫm máu do sự thao túng để nắm giữ quyền hành giữa một bên là các Phụ Chính Đại thân Tôn Thất Thuyết, Nguyễn Văn Tường, và một bên là Tòa Khâm sứ Pháp. Cái ngai vàng ấy đã được ba đời vua là Dục Đức, Hiệp Hòa và Kiến Phúc thừa kế liên tục chỉ trong vòng 4 tháng, sử gọi là “Tứ nguyệt tam vương”, rồi tiếp tục được chuyển cho 4 đời vua nữa trong vòng thời gian ngắn là Hàm Nghi, Đồng Khánh, Thành Thái và Duy Tân.
Vua Dục Đức tên thật là Nguyễn Phúc Ưng Chân, sinh năm 1852, khi lên 2 tuổi, được vua Tự Đức chọn làm con nuôi và làm Dục Đức Đường trong kinh thành cho ở. Vị hoàng trưởng tử này lấy con gái của đại thần Phan Đình Bình; đến năm 1879, sinh ra Bửu Lân tức vua Thành Thái sau này. Khi vua Tự Đức qua đời, vị hoàng trưởng tử 32 tuổi lên nối ngôi, nhưng chỉ sau ba ngày thì bị phế (23-7-1883) và bị quản thúc tại Thái Y Viện, cuối cùng chết đói ở nhà ngục Thừa Thiên sau 7 ngày không cho ăn uống (6-10-1883); để lại 8 bà vợ, 11 người con trai và 8 người con gái. Mộ chôn tạm tại khe cồn Phước Quả, gần chùa Tường Quang. Mấy hôm sau triều đình mới cho người vợ chính là bà Từ Minh được phép lên thăm mộ và làm lễ chịu tang ở chùa Tường Quang.
Sau nhiều biến cố khó dự đoán, trong điều kiện cụ thể của bối cảnh lịch sử bấy giờ, người con trai của vua Dục Đức là Nguyễn Phúc Bửu Lân được đưa lên ngôi vua vào năm 1889, với niên hiệu Thành Thái. Sau khi lên ngôi, Thành Thái liền cho xây lăng mộ của cha đàng hoàng và đặt tên là An Lăng. Nơi thờ thì có chùa Tường Quang cách 200 mét. Năm 1891, triều đình vua Thành Thái cho xây dựng một ngôi miếu ở phường Thuận Cát, gần bên phải Hoàng thành để thờ vua Dục Đức, đặt tên là Tân Miếu (Năm 1897, đổi tên là Cung Tôn Miếu). Năm 1892, bà Từ Minh Hoàng Thái Hậu - mẹ vua Thành Thái xuất tiền đúc tượng Phật và mở rộng nhà tăng của ngôi chùa Tường Quang, năm sau vua Thành Thái cho đổi tên thành chùa Kim Quang và ban cho chùa tấm hoành phi đề 5 chữ “Sắc Tứ Kim Quang Tự”.
Đến tháng 7 năm Thành Thái thứ 11 (8-1899), nhà vua cho xây dựng điện Long Ân gần khu vực lăng mộ vua Dục Đức để thờ cha. Trong khuôn viên này có xây dựng thêm một số nhà của phụ thuộc như Tả, Hữu phối đường, Tả Hữu tòng viện dành cho 7 bà vợ thứ của vua Dục Đức ăn ở để lo hương khói phụng thờ. Năm 1906, bà Từ Minh tạ thế, triều đình cho quy hoạch lại khu vực lăng mộ vua Dục Đức, làm thành một khu lăng kép, xây mộ bà gần mộ ông theo kiểu “song táng”, “càn khôn hiệp đức” như ở lăng Thế tổ Cao Hoàng Đế và Thừa Thiên Cao Hoàng Hậu (lăng Gia Long). Cuối năm 1945, ngay sau khi vua Duy Tân tử nạn máy bay ở châu Phi, một cuộc lễ truy điệu nhà vua được tổ chức tại điện Long Ân và thờ chung vua tại đây. Năm 1954, khi vua Thành Thái mất, thi hài được đưa về chôn tại địa điểm hiện nay trong khu vực An Lăng và được thờ ở ngôi điện Long Ân. Năm 1987, hài cốt vua Duy Tân được đưa về an táng cạnh lăng Thành Thái. Gần hai bên lăng vua Thành Thái và Duy Tân còn có lăng mộ của ba bà vợ vua Thành Thái. Và năm 1994, hài cốt bà Mai Thị Vàng (mất năm 1980), vợ vua Duy Tân được đưa vể chôn gần lăng mộ của vị vua yêu nước - Duy Tân.
Ngoài ra, trong khu vực lăng Dục Đức hiện nay còn có 39 lăng mộ các ông hoàng bà chúa và 121 ngôi mộ đất thuộc Đệ tứ Chánh hệ.
Theo địa bộ cũ, lăng Dục Đức chiếm một vùng đất rộng 56.144 m2, trong đó có khoảng 20 công trình kiến trúc lớn nhỏ; chia ra làm hai khu vực: lăng và tẩm, nằm cách xa nhau khoảng hơn 50 mét. Cả hai khu vực kiến trúc đều xây thành bao bọc chung quanh. Lăng quay mặt về hướng tây bắc, dùng một ngọn đồi thấp, thường gọi là cồn Phước Quả làm tiền án; lấy dòng khe chảy ngang trước mặt làm yếu tố "minh đường" và dùng ngọn núi Tam Thai ở đằng sau làm "hậu chẩm".
Đi vào khu lăng mộ - diện tích 3.445m2 bằng một cửa tam quan khá lớn xây bằng gạch, trên làm mái giả. Sau cửa là Bái đình, không có tượng đá như các lăng khác, mà chỉ xây lan can bằng vôi gạch để trang trí. Trung tâm của lăng mộ nằm ngay sau cửa tam quan thứ hai, có ngôi nhà Huỳnh Ốc được xây dựng trên một nền hình vuông mỗi cạch 8 mét. Nhà xây như một phương đình với dạng cổ lầu, mái lợp ngói hoàng lưu ly. Bờ nóc bờ quyết chắp hình rồng và phụng, nội thất trang hoàng đơn giản.
Các công trình kiến trúc nằm trong khu tẩm điện với diện tích mặt bằng 6.245m2. Công trình chính là điện Long Ân là một tòa nhà kép làm theo kiểu cung điện Huế, với 6 bộ vì kèo nóc ở 5 gian nhà trước được kết cấu theo lối “chồng rường giả thủ”, trang trí mặt hổ phù rất tinh xảo. Đây là một công trình kiến trúc gỗ có giá trị nghệ thuật trong hệ thống công trình kiến trúc cung đình triều Nguyễn ở Huế.
- Quyết định của Bộ trưởng Bộ Văn hóa Thông tin về việc công nhận di tích số 2890/ QĐVH ngày 27-9-1997.