28 июня 1709 года по приказу Петра I состоялось захоронение погибших русских воинов. После панихиды царь собственноручно установил над могильным холмом крест со следующей надписью: «Воины благочестивые, за благочестие кровию венчавшиеся, лета от воплощения Бога Слова 1709, июня 27 дня». В таком виде братская могила русских воинов находилась достаточно длительное время.
Первая, нереализованная попытка мемориализации захоронения была осуществлена в столетний юбилей битвы. Проект памятника-мавзолея над братской могилой выполнил архитектор В.Стасов, но проект не был реализован. В 1828 году обновили деревянный крест на братской могиле. В 1856 году могильный холм, который во многих местах просел, выровняли. На его вершине устроили площадку, в центре которой установили новый деревянный крест, оббитый железными листами с запайками. Курган обложили дерном, на верхнюю площадку к кресту устроили деревянную лестницу, а саму площадку окружили деревянной решеткой.
Несмотря на осуществленное благоустройство могилы, через его низкое качество и отсутствие соответствующих средств на поддержание кургана в надлежащем состоянии, в конце XIX столетия крест практически сгнил, а решетка разрушилась.
25 августа 1890 года поле Полтавской битвы посетил обер-прокурор Святейшего Синода К.Победоносцев. Он, обстоятельно ознакомившись с состоянием Сампсониевской церкви и могилы, принял решение относительно памятника на могиле — изменить старый деревянный крест на новый гранитный. В 1894 году по проекту и под надзором архитектора Н.Никонова запроектированный им памятник был изготовлен в Петербургской мастерской А.Баринова, перевезен в Полтаву и смонтирован на братской могиле. В связи с низким качеством строительных работ курган очень быстро начал оседать, поэтому накануне 200-летия Полтавской битвы памятник был в корне реконструирован. Его гранитные детали демонтированы, в основе кургана построен каменный склеп, который является своеобразным фундаментом для завершения кургана. После этого гранитные детали памятника были возвращены на места. В склепе обустроили церковь Петра и Павла, в которой на стене установили мраморные доски с перечнем полков, принимавших участие в баталии, их флаги и другие исторические реликвии.
Курган на могиле имеет вид срезанного конуса высотой 6,4 м. С западной стороны в подпорную стену вмонтирована мемориальная плита с надписью: «Сооружен в 1894 году, при державе Благочестивейшего Государя Императора Александра III распоряжением Святейшего Правительствующего Синода при святительстве Преосвященного Илариона Епископа Полтавского и Переяславского, иждивением Тайного Советника Иосифа Степановича Судиенко, оставившего денежный капитал на увековечение большого события спасительной Полтавской победы. Исполнен в С. Петербурге по проекту и наблюдением архитектора Н. Никонова мастером А.Бариновым.» Справа и слева от стены устроена гранитная лестница, которая сходится на промежуточной площадке. Из этой площадки лестница поднимается на верхнюю площадку кургана. На ней на трёхуступчастом стилобате установлен параллелепипед, который является основой для усеченной четырехгранной пирамиды. На западной грани пирамиды вычеканена надпись: «Воины благочестивые, за благочестие кровию венчавшиеся, лета от воплощения Бога слова, 1709, июня 27 дня». Под надписью, на прямоугольном блоке у подножия пирамиды расположены следующие слова: «А о Петре ведайте, что ему жизнь его не дорога, только бы жила Россия». На восточной грани пирамиды — следующая надпись: «Погребены Бригадир Феленгейм, Полковники Нечаев и Лов, подполковник Козлов, Маиоры Кропотов, Ерст и Гельт, обер-офицеров сорок пять, капралов и рядовых тысяча двести девяносто три, всего 1345 человек». На пирамиду опирается восьмиконечный православный крест высотой 7,5м.
К 300-летию Полтавской битвы памятник был отреставрирован при содействии Посла России в Украине В.С.Черномырдина.
