Lăng khởi công ngày 4 tháng 9 năm 1920 do Tiền quân Đô thống phủ Lê Văn Bá là người chỉ huy và kéo dài suốt 11 năm mới hoàn tất. Tham gia xây dựng lăng có rất nhiều thợ nghề và nghệ nhân nổi tiếng khắp cả nước như Phan Văn Tánh, Nguyễn Văn Khả, Ký Duyệt, Cửu Sừng... Để có kinh phí xây dựng lăng, vua Khải Định đã xin chính phủ bảo hộ cho phép ông tăng thuế điền 30% trên cả nước và lấy số tiền đó để làm lăng. Hành động này của Khải Định đã bị lịch sử lên án gay gắt[cần dẫn nguồn].

So với lăng của các vua tiền nhiệm, lăng Khải Định có diện tích khiêm tốn hơn nhiều, với kích thước 117 m × 48,5 m nhưng ngược lại cực kỳ công phu và tốn nhiều thời gian. Để xây lăng, Khải Định cho người sang Pháp mua sắt, thép, xi măng, ngói Ardoise..., cho thuyền sang Trung Hoa, Nhật Bản mua đồ sứ, thủy tinh màu... để kiến thiết công trình trên ngọn đồi này.