Quá trình xây dựng lăng diễn ra trong 6 năm (1814-1820), bắt đầu từ thời điểm bà Thừa Thiên Cao Hoàng hậu (chính phi của vua Gia Long) qua đời vào ngày 21-2-1814. Nhà vua đã sai các quan trong Khâm Thiên Giám đi chọn đất để mai táng vợ mình. Về sau phát triển thành một khu lăng mộ rộng lớn với chu vi đến 11.234,40m (tài liệu của L. Cadière), gồm những lăng sau:

- Lăng Quang Hưng của bà Thái Tông Hiếu Triết Hoàng hậu, vợ thứ hai của chúa Hiền Vương Nguyễn Phúc Tần (1620-1687), thân mẫu của chúa Nguyễn Phúc Thái (Trăn).

- Lăng Vĩnh Mậu của bà Anh Tông Hiếu Nghĩa Hoàng hậu, vợ chúa Nghĩa Vương Nguyễn Phúc Thái (Trăn) (1650-1725).

- Lăng Trường Phong của Túc Tông Hiếu Ninh Hoàng đế Nguyễn Phúc Thụ (Chú) (1697-1738).

- Lăng Thoại Thánh của bà Hưng Tổ Hiếu Khương Hoàng hậu (1738-1811), vợ thứ hai của Nguyễn Phúc Côn (Luân) và là thân mẫu của vua Gia Long.

- Lăng Hoàng Cô của Thái Trưởng Công chúa Long Thành, chị ruột vua Gia Long.

- Lăng Thiên Thọ của vua Gia Long và vợ ông.

- Lăng Thiên Thọ Hữu của bà Thuận Thiên Cao Hoàng hậu, vợ thứ hai của vua Gia Long, mẹ vua Minh Mạng.

Toàn bộ khu lăng này là một quần sơn với 42 đồi núi lớn nhỏ có tên gọi riêng, trong đó Đại Thiên Thọ là ngọn lớn nhất được chọn làm tiền án của lăng và được dùng để gọi tên chung cho cả quần sơn này: Thiên Thọ Sơn. Tất cả đều được quy hoạch trong khu vực quan phòng rộng hơn 28 km2, tạo thành một cảnh quan hùng tráng chạy dài từ chân dãy Trường Sơn đến bờ Tả Trạch - một hợp lưu của Hương Giang. Đích thân vua Gia Long đã thám sát, duyệt định vị trí, quy hoạch và chỉ đạo công tác thiết kế cũng như giám sát tiến độ thi công. Sử cũ cho hay, thầy Địa lý Lê Duy Thanh (con trai nhà bác học Lê Quý Đôn) là người tìm được thế đất này, nơi mà theo ông “đã tập trung được mọi ảnh hưởng tốt lành tỏa ra từ nhiều núi đồi bao quanh”, nơi mà “ảnh hưởng tốt lành sẽ còn mãi mãi trong suốt 10 ngàn năm” (theo L. Cadière).

Cũng vì quá sâu sát với công trình xây cất “ngôi nhà vĩnh cửu” của mình mà có lần suýt nữa, Gia Long đã thiệt mạng trong một tai nạn ở công trường. Một trận gió làm sập ngôi nhà mà vua đang trú ngụ, vua Gia Long tuy đã ẩn trong một cái hố nhưng vẫn bị thương ở trán, mí mắt và bị dập chân do một thanh xà rơi trúng. Hai hoàng tử thứ bảy và thứ tám là Tấn và Phổ bị trọng thương, nhiều người khác bị chết. Gia Long không trừng phạt các quan lại thi công, ngược lại đã cấp thuốc men để chạy chữa cho họ, cấp phát 500 quan tiền và 500 tiêu chuẩn gạo cho dân làng Định Môn, gần nơi xây dựng lăng.

Lăng tẩm nhà vua nằm trên một quả đồi bằng phẳng rộng lớn. Trước có ngọn Đại Thiên Thọ án ngữ, sau có 7 ngọn núi làm hậu chẩm. Bên trái và bên phải, mỗi bên có 14 ngọn núi là “Tả thanh long” và “Hữu bạch hổ”. Tổng thể lăng chia làm 3 khu vực:
Phần chính giữa là khu lăng mộ của vua và bà Thừa Thiên Cao Hoàng hậu. Qua khỏi sân chầu với các hàng tượng đá uy nghiêm và 7 cấp sân tế là Bửu Thành ở đỉnh đồi. Bên trong Bửu Thành có hai ngôi mộ đá, dạng thạch thất, được song táng theo quan niệm “Càn Khôn hiệp đức” - một hình ảnh đẹp của hạnh phúc và thủy chung.

Bên phải khu lăng là khu vực tẩm điện với điện Minh Thành là trung tâm. Điện Minh Thành được dùng để thờ Hoàng đế và Hoàng hậu thứ nhất. Minh Thành nghĩa là “sự hoàn thiện rực rỡ”. Cũng có một cách giải thích khác là “hoàn thành vào ngày mai”, bởi người ta cho rằng: “Sườn của điện này chưa có sơn son thếp vàng và chạm khắc còn đơn giản” (theo L. Cadière). Bên trong điện Minh Thành, ngày trước có thờ nhiều kỷ vật gắn bó với cuộc đời chinh chiến của vua Gia Long như cân đai, mũ, yên ngựa.

Bên trái khu lăng là Bi Đình, nay chỉ còn một tấm bia lớn ghi bài văn bia “Thánh đức thần công” của vua Minh Mạng ca ngợi vua cha, được chạm khắc tinh tế và sắc sảo.

Men theo các lối đi giữa những đám cỏ và hoa rừng, du khách thả bước dưới bóng thông tươi mát để sang thăm các lăng phụ cận. Đáng lưu ý nhất là lăng Thiên Thọ Hữu của bà Thuận Thiên Cao Hoàng hậu, nằm trong một vị thế u tịch mà sâu lắng. Điện Gia Thành ở đó cũng là một công trình kiến trúc được xây dựng theo mô thức của điện Minh Thành, dùng để thờ người phụ nữ đã sinh ra vị vua có tài nhất của triều Nguyễn - vua Minh Mạng.

Đến thăm lăng Gia Long, du khách có thể đi thuyền theo sông Hương khoảng 18km rồi cập bến lăng; hay đi đường bộ chừng 16km rồi qua bến đò Kim Ngọc, đi thêm vài cây số đường rừng thì bắt gặp hai Trụ biểu uy nghi nằm ngoài cùng. Trước đây, đó là những cột báo hiệu, nhắc nhở mọi người phải kính cẩn khi đi qua khu vực này và có đến 85 cột như vậy trong quần thể lăng Gia Long. Năm 1859 còn 42 cột và hiện nay du khách chỉ trông thấy 2 cột. Mới hay, thời gian và sự thờ ơ của con người có sức tàn phá kinh khủng. Ngày nay, chỉ còn rừng thông xanh làm đương biên cho khu lăng, bởi quanh lăng không có La thành.

Theo gợi ý của L. Cadière từ hơn 60 năm trước đây, du khách nên viếng lăng Gia Long vào buổi chiều. Đó là thời khắc có thể ngắm cảnh hoàng hôn đang đến từ phía bên kia các hồ nước. Lấp lánh trong nắng vàng là những bóng thông xào xạc, vi vu đang soi bóng xuống mặt hồ gợn sóng. Chính lúc ấy, du khách mới cảm nhận hết vẻ đẹp hùng tráng và kỳ vĩ của khu lăng này. Phong cảnh xinh tươi hòa với nét uy nghi của đồi núi xa xa. Sự khắc khổ tĩnh lặng của cái chết hòa với sự sinh động, nét tuyệt mỹ của thiên nhiên chung quanh. Vị vua đầu tiên của nhà Nguyễn yên nghỉ trong sự tĩnh lặng tuyệt vời của vũ trụ.

Lăng Gia Long là một bức tranh trác tuyệt về sự phối trí giữa thiên nhiên và kiến trúc, trong đó, thiên nhiên là yếu tố chính tạo nên nét hùng vĩ của cảnh quan. Đến thăm lăng, du khách được thả mình trong một không gian tĩnh lặng nhưng đầy chất thơ để suy ngẫm về những thành bại của cuộc đời mình cũng như vinh nhục của ông vua đầu triều Nguyễn.