آرامگاه فردوسی در 2 مرحله؛ یکی در زمان پهلوی اول و مرحله بعد در زمان پهلوی دوم به شکل امروزی ساخته شده است.
پس از تأسیس انجمن آثار ملی در سال ۱۳۰۱، کوشش‌هایی برای ساختمان آرامگاه فردوسی آغاز شد. در سال ۱۳۰۵ گروهی از طرف انجمن برای تعیین محل دقیق آرامگاه و تهیه طرح آن از تهران به طوس رفتند.
آندره گدار رئیس اداره باستان شناسی، مقبره را به شکل اهرام مصر طراحی کرده بود و ساخت این طرح در مراحل اولیه پیش رفته بود ولی با مخالفت فروغی این طرح تخریب شد تا به جای آن مقبره‌ای به سبک ایرانی هخامنشی ساخته شود.
طراحی این مقبره بر عهده مرحوم حسین لرزاده گذاشته شد. اشعار کتیبه‌ها نیز به خط استاد عمادالکتاب نوشته و سپس بر سنگ‌های نما انتقال داده شد.
ساختمان آرامگاه در سال ۱۳۱۱ آغاز و در مدت ۱۸ ماه به پایان رسید و برای جشن هزاره فردوسی در سال ۱۳۱۳ آماده شد.
مساحت ساختمان ۹۴۵ متر مربع بود و بهترین حجاران تصاویری از شاهنامه را بر دیوارهایش حک کردند. اما از آنجا که در طراحی بنا محاسبات فنی دقیق لازم به عمل نیامده بود، بویژه به سبب عدم محاسبه مقاومت خاک و مصالح پی، ساختمان آرامگاه از همان سال‌های نخست شروع به جذب رطوبت و نشست کرد.
سرانجام به دستور انجمن آثار ملی در سال ۱۳۴۳ بازسازی این بنا و با نظارت مهندس هوشنگ سیحون آغاز و در سال ۱۳۴۷ به پایان رسید.
بنای پیشین دارای نمای بیرونی شبیه بنای فعلی بود، اما داخل آن کوچکتر و کم‌عمق‌تر و دارای 2 ورودی کم‌عرض شرقی و غربی بود.
بنای کنونی، که سعی شده در ظاهر کاملا شبیه بنای پیشین باشد دارای 9 صد متر مربع سطح زیربنا، و ساخته شده از بتون و سنگ و کاشی است.
بخش فوقانی بنا، که در اجرای اولیه توپر بود این بار میان‌تهی ساخته شد. سقف داخلی آن هم با کاشی‌کاری معرق و متأثر از عناصر تزیینی دوره هخامنشی و عصر فردوسی روکاری شد.
دیوارهای آن هم تماماً با سنگ‌هایی از منطقه توس نماسازی شد به طوری که هیأت کلی بنای آرامگاه کوروش بزرگ در پاسارگاد را تداعی می‌کند.
باغ و آرامگاه فردوسی امروزه حدود 6 هکتار مساحت دارد و شامل یک موزه و کتابخانه است. این مجموعه سالانه بیش از یک میلیون گردشگر و شیفته فردوسی را به سوی خود جذب می‌کند.
آرامگاه حکیم ابوالقاسم فردوسی در سال 1354 توسط وزارت فرهنگ و هنر با شماره 1176 در فهرست آثار ملی ایران به ثبت رسید.