Сначала в этом сооружении предполагалось установить полотно будущей постоянной панорамы «Разгром немецко-фашистских войск под Сталинградом». Первое постановление о размещении панорамы в Сталинграде было принято Советом Министров РСФСР в декабре 1958 года. Согласно нему, панорама должна была располагаться на Мамаевом кургане – и уже была отстроена коробка здания. В 1961 году мастерами Студии военных художников имени Грекова уже был подготовлен круговой эскиз панорамы размером в 1/3 натуральной величины. Однако в 1964 году решением ЦК панорама «Битва на Волге» была выведена из состава памятника-ансамбля в только проектировавшийся тогда будущий музей-панораму.
А в готовом сооружении по периметру стен расположились 32 мозаичных знамени с фамилиями 24 тысяч павших защитников города. Работали с мозаикой мастера из академических художественных мастерских Ленинграда, до этого прославившиеся на всю страну своими работами по оформлению станций московского и ленинградского метро. А стекло для мозаикипоставляли из украинского города Лисичанска. Мозаичники выкладывали интерьер по мере поступления материала. Когда же в июне 1967 года все было готово, оказалось, что тона на стене отличаются от задуманного. Пришлось переделывать.
По замыслу скульпторов, рука с факелом, поднимающаяся из фундамента, символизирует вечное стремление из мрака к свету, из смерти к жизни, из забвения – к памяти. Вечный огонь был зажжён в 1967 году. По периметру здания мозаикой выложены 34 знамени с именами 7200 погибших защитников города. На сводах потолка – изображения орденов. Венчает знамена гвардейская лента с надписью "Да, мы были простыми смертными, и мало кто уцелел из нас, но все мы выполнили свой патриотический долг перед священной матерью-Родиной". В Зале воинской славы звучит произведение Роберта Шумана «Грёзы» в исполнении Государственной академической хоровой капеллы им. Юрлова. Несёт охрану 2-часовыми сменами отдельная рота почётного караула 154-го комендантского полка.
