Die Fürstengruft ist keine gewöhnliche Begräbnisstätte, denn seit 1832 stehen dort die Sarkophage Johann Wolfgang Goethes und Friedrich Schillers. Die Weimarer Fürstengruft ist keine gewöhnliche Begräbnisstätte einer Fürstenfamilie, denn seit 1832 stehen die Sarkophage der beiden größten Dichterpersönlichkeiten der Weimarer Klassik, Johann Wolfgang Goethes und Friedrich Schillers, neben den Särgen von Mitgliedern des Hauses Sachsen-Weimar und Eisenach im Gruftgewölbe. Dies hatte zur Folge, dass sich das Mausoleum bereits seit der Mitte des 19. Jahrhunderts zu einem frühen Verehrungsort für die Dichter entwickelte.

Die Fürstengruft wurde zwischen 1823 und 1828 im Auftrag von Großherzog Carl August auf dem 1818 eingeweihten Historischen Friedhof errichtet. Die Verantwortung für den Bau der Fürstengruft lag in den Händen des Architekten Clemens Wenzeslaus Coudray. 1824, nach Abschluss der Arbeiten am Gruftgewölbe, wurden die aus dem 1774 niedergebrannten Stadtschloss geretteten Särge der herzoglichen Familie in die Fürstengruft überführt. Die erste Bestattung in der Gruft war die Umbettung der vermeintlichen Gebeine Friedrich Schillers am 16. Dezember 1827. Noch vor der Vollendung  des Bauwerks starb am 14. Juni 1828 Carl August. Am 26. März 1832 fanden die Gebeine Johann Wolfgang Goethes neben Schillers Sarkophag ihre letzte Ruhestätte. Danach folgten bis 1905 noch 14 weitere Bestattungen. Ein Durchbruch der Grundmauern der 1862 angebauten Russisch-orthodoxen Kapelle ermöglichte, dass das großherzogliche Paar Maria Pawlowna und Carl Friedrich auch nach dem Tod nebeneinander und doch unter Gotteshäusern ihrer Religion ruhen kann.

Kurze Zeit später wurde der Kapellenraum durch Neugestaltungen, die Augusta, die Königin von Preußen gestiftet hatte, im Sinne des historistischen Zeitgeschmacks überformt.

Von 1952 bis 1994 lautete der offizielle Name der Familiengrablege Goethe- und Schiller-Gruft. Die Veränderungen jener Jahre wurden im Zuge der baulichen Sanierung von 1993 bis 1994 rückgängig gemacht. Anfang 2011 erfolgte eine Neugestaltung des Kapellenraumes.

Das Gebäude gilt als ein Hauptwerk klassizistischer Architektur in Thüringen. Dem quadratischen, im Innern zweigeschossigen Bau ist ein dorischer Portikus vorgelagert. Der Besucher betritt zunächst den Kapellenraum mit seiner neoklassizistischen Ausmalung, der sternenbekrönten Kuppel über der ovalen Bodenöffnung und den erhaltenen Inventarstücken der Augusta-Zeit. Eine besondere Neuerung ist die Präsentation der großformatigen Bibel in der Altarvitrine. Links vom Eingang führt eine Treppe hinab in das Gruftgewölbe mit den Särgen der Dichter und der herzoglichen Familie. Coudray stellte die Särge nach der Chronologie der Sterbedaten auf, wobei er auf der Nordseite mit Herzog Wilhelm IV. (1598-1662) begann. In der Hauptachse unter dem Altar befindet sich der monumentale Bronzesarkophag Carl Augusts. Insgesamt standen im Gruftgewölbe 43 Särge. Aus konservatorischen Gründen mussten 1994 zehn Särge von Angehörigen der Fürstenfamilie herausgenommen werden.