Di ritorno dalla campagna militare in Egitto, conclusasi con la vittoria di Azio del 31 a.C. e la sottomissione di Cleopatra e Marco Antonio, Ottaviano Augusto, nel 28 a.C., diede inizio alla costruzione del Mausoleo.

Nello stesso periodo fu avviata la realizzazione del Pantheon ad opera di Agrippa. I due monumenti erano in una profonda relazione dal punto di vista sia urbanistico, sia ideologico. Ai due capisaldi dell'urbanistica augustea del Campo Marzio settentrionale si aggiunsero - tra il 13 e il 9 a.C. - l'Horologium Solarium Augusti e l' AraPacis.

Il luogo prescelto per la costruzione fu il Campo Marzio settentrionale, all'epoca non ancora urbanizzato e occupato dalle tombe di alcuni uomini illustri dell'età repubblicana.

Lo storico greco Strabone descrive il monumento come "un grande tumulo presso il fiume su alta base di pietra bianca, coperto sino alla sommità di alberi sempreverdi; sul vertice è il simulacro bronzeo di Augusto e sotto il tumulo sono le sepolture di lui, dei parenti, dietro vi è un grande bosco con mirabili passeggi".

Il Mausoleo con il suo diametro di 300 piedi romani (circa 87 metri) è il più grande sepolcro circolare che si conosca, ben più grande della tomba di Adriano, Castel S. Angelo, che ha un diametro di circa 64 metri.

Il monumento si componeva di un corpo cilindrico rivestito in blocchi di travertino, al centro del quale si apriva una porta preceduta da una breve scalinata e fiancheggiata da due pilastri, sui quali erano collocate le tavole bronzee con incise le Res Gestae, ovvero l'autobiografia dell'imperatore, il cui testo è trascritto sul muro esterno del nuovo Museo dell' Ara Pacis.

Nell'area antistante all'ingresso del sepolcro erano collocati due obelischi di granito, poi riutilizzati nella fontana dei Dioscuri in piazza del Quirinale e in piazza dell'Esquilino, alle spalle di S. Maria Maggiore.

Varie ipotesi di ricostruzione del monumento sono state proposte sulla base dei resti conservati e dei disegni realizzati nel XVI secolo da Baldassarre Peruzzi. Su di un basamento alto circa 12 metri e coronato da una cornice dorica si elevava, impostato su una delle murature anulari più interne, un secondo ordine architettonico coronato da una trabeazione dorica, di cui vari elementi sono conservati nel monumento.

Su questa altissima struttura svettava, a 100 piedi romani di altezza (circa 30 metri), la statua di Augusto in bronzo dorato, probabilmente l'originale bronzeo della replica in marmo rinvenuta nella villa di Livia a Primaporta.

Attraverso un lungo corridoio d'accesso, il dromos, si giungeva alla cella sepolcrale, di forma circolare, con tre nicchie rettangolari, nelle quali erano collocate le urne.

La nicchia di sinistra, ospitava le ceneri di Ottavia, sorella di Augusto e di suo figlio Marcello, l'ideale successore di Augusto prematuramente morto nel 23 a.C.

Augusto fu probabilmente sepolto nell'ambiente ricavato all'interno del nucleo cilindrico centrale, mentre all'interno della cella vennero sepolti gli altri membri della famiglia imperiale: il generale Marco Agrippa, secondo marito di Giulia figlia di Augusto, Druso Maggiore, i due bimbi Lucio e Gaio Cesare figli di Giulia e Augrippa. Dopo la morte dell'imperatore vennero deposte all'interno del sepolcro le ceneri di Druso Minore, Germanico, Livia, Tiberio, Agrippina, Caligola, Britannico, Claudio, e Poppea, moglie di Nerone; quest'ultimo fu, invece, escluso dal Mausoleo per indegnità, come già Giulia, la figlia di Augusto.

Per breve tempo il Mausoleo ospitò le ceneri di Vespasiano e infine di Nerva; dopo oltre un secolo dall'ultima deposizione, il sepolcro fu riaperto per accogliere le ceneri di Giulia Domna, moglie dell'imperatore Settimio Severo.