1925年5月13日，葬事籌備委員會通過了由孫科與負責工程的常務委員宋子文的建築顧問赫門起草的《陵墓懸獎徵求圖案條例》。15日，葬事籌備委員會在《申報》、《民國日報》、《廣州民國日報》等處刊登中文《條例》和啟事，又在上海《字林西報》發布英文公告，懸獎徵求中山陵墓設計圖案。圖案評判顧問包括土木工程師淩鴻勛、雕刻家李金髮、畫家王一亭及德國建築師朴士（Emil Busch）。葬事籌備委員會在《條例》中對陵墓的性質、功能、建築風格、建築材料等都做出了規定：首先，陵墓要體現「特殊與紀念之性質」；其次，祭堂和墓室要便於公眾入內瞻仰，祭堂外要有可立五萬人的空地以舉行大型紀念活動；再次，祭堂建築風格必須為「中國古式」，或者「根據中國建築精神特創新格」；最後，為了建築的永久保存，要求使用石料和鋼筋三合土，不用磚木材料；《條例》還要求陵墓建築應簡樸莊嚴，不求奢侈華貴。

至9月15日，葬事籌備委員會共收到40多份應徵圖案，其中呂彥直的圖案被評判顧問認為「合於中國觀念」、「簡樸渾厚」，「形勢及氣魄極似中山先生之氣概及精神」,「最適合於陵墓之性質及地勢之情形」。20日，葬事籌備委員與家屬代表在上海召開聯席會議，一致以呂彥直的圖案為首獎、范文照的圖案為二獎，另議決楊錫宗獲三獎並確定了其他7個名譽獎。經過5天公開展覽，9月27日下午，葬事籌備委員與家屬代表開會複議，一致贊成採用呂彥直的設計方案建造陵墓，並決定聘請呂彥直主持中山陵的建築工程。

中山陵工程分三部進行。第一部工程包括祭堂、墓室、平台、石階、圍牆及石坡等，上海姚新記營造廠以44.3萬兩白銀中標承建。1926年1月15日開工後，因時局動盪，工程進展緩慢，直到1929年春才完工。第二部工程包括水溝、石階、護壁、挖土填上等工程，上海新金記康號營造廠以268084兩白銀中標承建，1927年11月開工。這時國民政府已定都南京，時局安定，因此第二部工程進展比較順利。第三部工程包括牌坊、陵門、碑亭、圍牆、衛士室等，在孫中山葬入中山陵之後進行，工程由上海陶馥記營造廠以419706兩白銀中標承建，1929年8月開工，與第一部工程同時完工。本來按合同規定，第三部工程應於1931年2月28日以前全部完工，但巨大的墓碑石料在水運時沉入江中，只能費時重新採料。因為發生了工程事故，第三部工程直到1931年底才全部完工，被罰3000兩白銀。

中山陵工程由設計師呂彥直主持。呂彥直為工程耗費了大量心血，終因辛勞過度病倒，但他在病中仍堅持親自決定各項工藝和建築材料，只有材料樣品經檢測超過當時的美國標準才簽字准許使用，否則就要返工。由於呂彥直的要求極為嚴格，以致營造廠發出「呂建築師欲成其千載一時藝術之名，處處以試驗出之」的怨言。在第一期工程即將完工時，呂彥直因積勞成疾於1929年3月18日逝世，工程由他的好友兼合伙人李錦沛和黃檀甫繼續主持完成。

1929年1月，國民政府在南京組成奉安委員會，開始進行安葬孫中山靈櫬的籌備工作。為迎接孫中山靈柩，南京市從長江邊的下關碼頭至中山陵修建了一條長15公里的迎櫬大道，名「中山大道」，所過之處都以「中山」、「逸仙」命名。

4月23日，國民政府以何應欽為「奉安迎柩總指揮」，北上迎接孫中山靈櫬前往南京。5月26日，靈櫬由北平南移，5月28日由專列送抵浦口站，轉由「威勝號」軍艦送至南岸，靈車15點15分抵達國民黨中央黨部禮堂，由國民黨中央委員輪流守靈。29日至31日三天為「公祭日」，民眾可到靈堂致祭並瞻仰遺容。

31日18時，國民政府主席蔣中正等人依次最後一次瞻仰孫中山遺容，隨後蔣中正、孫科、孔祥熙率領孫中山生前衛士黃惠龍、馬湘、陳興漢、劉鉞、肖芹等封閉銅棺，蔣、孫、孔親自塗殯。

6月1日為「奉安日」，凌晨4時舉行移靈典禮，由胡漢民主祭。4時15分，隨着獅子山炮台鳴禮炮101響，靈櫬被送上靈車。靈車上覆國民黨青天白日黨旗與中華民國青天白日滿地紅國旗，左側由孫科及其家屬以及蔣中正、各國專使、國民黨中央委員、國民政府委員等執紼，右側由戴恩賽、宋子文、外賓、迎櫬專員、葬事籌備委員、孫中山故舊等執紼，宋慶齡等女眷分乘馬車隨行。整個送靈行列長達五六里，沿途送殯民眾達50萬人。

9時20分，靈車到達中山陵平台。9時30分，孔祥熙、吳鐵城、鄭洪年等率領槓夫將靈櫬移上靈輿。9點45分，108名槓夫抬起靈輿沿石階而上，10點08分抵達祭堂前的大平台，隨後停放在祭堂中央。

宣贊員宣贊後，奉安典禮開始。孔祥熙率槓夫將靈櫬移入墓室，蔣中正主持祭禮，譚延闓、胡漢民、王寵惠、戴季陶、蔡元培陪祭。孫中山親屬、中央代表蔣中正、孫中山故舊代表犬養毅與各國專使代表歐登科進入墓室，率槓夫將靈櫬安葬在墓壙內。在奉安的時刻，獅子山炮台再鳴禮炮101響，全國民眾默哀3分鐘致敬。12點奉安完畢後，在祭堂內參加典禮的人員依次進墓門瞻仰並行三鞠躬禮。最後，宋慶齡率領孫科夫婦、戴恩賽夫婦將墓門關閉。

陵墓建築按南北向中軸線對稱布置在中茅山南麓的緩坡上，平面為大鐘形，有「喚醒民眾」的政治意涵。南面入口處的石牌坊和緩長的墓道表現如鐘下的懸索。墓道以北沿山勢向上，在中軸線上依次排列着陵門、碑亭、石階、大平台、祭堂、墓室等建築，與四周的圍牆形成了大鐘的本體。最高處的祭堂是陵墓的核心建築，到牌坊平面距離700米，垂直落差73米，祭堂後的墓室表現為大鐘的鐘鈕。整個陵墓建築都用藍色琉璃瓦、花崗石牆面，顯得莊重肅穆。

歷史影響：

對日抗戰的南京保衛戰期間，教導總隊奉命在紫金山布防，當時構築的工事和堡壘至今仍分布於陵園各地。中山陵警衛大隊也參加了保衛陵園的戰鬥，共有24人戰死或被害。戰爭期間，陵園的花房溫室、奉安紀念館、永慕廬、桂林石屋、永豐社、中山文化教育館以及陵園新村等建築全部被毀，中山陵墓也遭到一定損壞，奉安紀念鼎上至今仍留有彈孔。

抗戰結束後，陵園管理委員遷回南京，制定了恢復陵園的計劃，並為此向國內外募捐。由於經費遠遠不夠，恢復計劃沒有實施，陵管會僅修補了部分受損牆體。

1966年，中華人民共和國成立了「孫中山先生誕辰100周年籌備委員會」，撥款100萬元全面維修中山陵。維修工程替換了所有損壞的琉璃瓦，全面翻修了墓道，整修了陵門。但當時正值文化大革命，博愛坊匾額上的「博愛」兩字和墓碑上的國民黨黨徽被紅衛兵認為是「四舊」，被迫鏨掉，祭堂和墓室屋頂用彩色馬賽克鑲嵌的中華民國國旗圖案也被鑿除，改用水泥粉刷。祭堂北牆上的蔣介石手書《總理遺訓》、胡漢民手書《總理遺囑》、譚延闓手書《總理告誡黨員演說詞》被磨平。

文化大革命結束後，1979年奉安50周年時國家文物局撥款整修中山陵，陵園管理處維修了下水道，全面整修了台階，並處理了滲水的建築縫隙。1981年6月至9月，為準備辛亥革命70周年紀念活動，中山陵管委會開始着手修復在文革中受到破壞的部份。恢復了「博愛」匾額石刻，修復了祭堂和墓室的國民黨黨徽與中華民國國旗圖案，並對刻字重新貼金。

中山陵被認為是中國近現代建築史上融合中西的經典作品。中山陵1961年被列為中國第一批全國重點文物保護單位，2007年成為首批國家5A級旅遊景區。