Data otwarcia: 17 czerwca 2000
W Charkowie mordów dokonywano w siedzibie obwodowego NKWD, w piwnicach zlokalizowanego w centrum miasta tzw. więzienia wewnętrznego, które do czasów współczesnych nie przetrwało. Oficerowie tu przywiezieni z obozu NKWD w Starobielsku, a następnie także grupa Polaków z więzień Zachodniej Ukrainy byli mordowani strzałem w tył głowy. Zwłoki przewożono następnie pod osłoną nocy na znajdujący się w administracji NKWD teren VI kwartału Parku Leśnego w Piatichatkach-Charkowie. Dowożone tzw. „czarną drogą” ciała wrzucano do przygotowanych wcześniej dołów, położonych wewnątrz i na zewnątrz pętli drogi, i zasypywano je ziemią. Cały ten teren został na kilkadziesiąt lat odizolowany, a samo miejsce ukrycia zwłok nie było znane opinii publicznej do 1991 roku.
W Charkowie spoczywają oficerowie Wojska Polskiego i innych formacji militarnych II Rzeczypospolitej, m.in. Korpusu Ochrony Pogranicza i Żandarmerii Wojskowej, walczący we wrześniu 1939 roku w obronie Lwowa, Twierdzy Brześć, Grodna, Wilna, Równego, Stanisławowa i innych miejscowości zajmowanych przez Armię Czerwoną. Spoczywają tu m.in. generałowie WP: Stanisław Haller, Leonard Skierski, Leon Billewicz, Aleksander Kowalewski, Kazimierz Orlik-Lukoski, Franciszek Sikorski. Konstanty Plisowski, Piotr Skuratowicz oraz 55 pułkowników, 127 podpułkowników, 230 majorów, około 1000 kapitanów i rotmistrzów, około 2450 poruczników i podporuczników oraz osoby cywilne.
W 1991 roku, w ramach prowadzonego przez Naczelną Prokuraturę Wojskową Związku Sowieckiego śledztwa w sprawie ustalenia losu polskich jeńców, którzy w latach 1939–1940 byli więzieni w obozach zbiorczych w Kozielsku, Starobielsku i Ostaszkowie, przeprowadzono czynności ekshumacyjne, lokalizując szczątki polskich oficerów w obszarze VI kwartału Parku Leśnego w Charkowie. Jednak dopiero przeprowadzone w latach 1994–1996, przez specjalistów Rady Ochrony Pamięci Walki i Męczeństwa badania pomiarowe, sondaże i prace ekshumacyjne pozwoliły na odkrycie i precyzyjne zlokalizowanie znajdujących się na tym terenie 75 masowych mogił. W 15 wielkich grobach zbiorczych odnaleziono szczątki ponad 4200 oficerów WP; w 60 mniejszych spoczywa łącznie około 2800 mieszkańców Charkowa i okolic, zamordowanych przez NKWD w latach 1937–1938 (Rosjan, Polaków, Żydów, Ukraińców). Prowadzone badania przyniosły również wiele cennego materiału dowodowego w postaci m.in. przedmiotów oraz zapisków, świadczących o ostatnich chwilach życia oficerów.
W wyniku prac sondażowo-ekshumacyjnych powstała obszerna dokumentacja specjalistyczna, na podstawie której Rada OPWiM rozpisała otwarty konkurs na projekty zagospodarowania terenu przyszłego cmentarza. Jury, w skład którego weszli m.in. przedstawiciele Rodzin Katyńskich, w październiku 1996 roku wybrało projekt autorstwa artystów rzeźbiarzy Zdzisława Pidka i Andrzeja Sołygi. Realizacja projektu stała się możliwa dzięki negocjacjom i uzgodnieniom z władzami oraz odpowiednimi urzędami Ukrainy, prowadzonym przez Radę OPWiM. Uzyskane zostały niezbędne dokumenty, m.in. zatwierdzenie projektów przez wszystkie służby, prawo dysponowania terenem oraz pozwolenie na budowę. 27 października 1998 miało miejsce uroczyste wmurowanie aktu erekcyjnego i kamienia pamiątkowego pod przyszły cmentarz. Rada OPWiM, działając w imieniu rządu RP, była inwestorem prac, które rozpoczęły się wiosną 1999 roku. Część z nich była wykonywana na miejscu, elementy rzeźbiarskie zaś, m.in. tablice inskrypcyjne, krzyże, dzwony – w Polsce (Kraków i Gdańsk).
Teren, na którym znajdują się mogiły, zawarty jest w granicach tzw. „czarnej drogi” i zajmuje łączną powierzchnię 2,31 ha. Doły, ukrywające zwłoki polskich oficerów i obywateli Ukrainy, były wykopywane w obrębie tej symbolicznej drogi. „Czarna droga” oraz przylegające do niej mogiły stanowią jedność. Dla podkreślenia dramatu zbrodni miejsca te zostały zaznaczone czarną bazaltową kostką. Groby w formie kurhanów są także pokryte czarną, drobną kostką bazaltową, a jej kamienie uświadamiają ilość ludzi spoczywających w każdej mogile. Z centralnych punktów kurhanów wyrastają żeliwne krzyże – na mogiłach polskich rzymskokatolickie, na mogiłach ukraińskich prawosławne. Obszar cmentarza wyznaczony jest pętlą „czarnej drogi”, a nieregularne obrysy grobów przecina symetryczna aleja z 3.800 inskrypcjami indywidualnymi – mają one formę odkrywki archeologicznej. Centralnym punktem cmentarza jest dwuczęściowa żeliwna, czarna ściana z podziemnym dzwonem oraz krzyżem. Płaszczyzna żeliwnej powierzchni niczym karta historii zapisana jest nazwiskami ofiar. Wszystkie elementy miejsca centralnego stanowią epitafium zbiorowe. Przed epitafium usytuowany jest żeliwny ołtarz – stół ofiarny, miejsce sprawowania Mszy świętej, a także nabożeństw i modlitw wyznawców innych religii. Przed stołem znajduje się tablica informująca o okolicznościach popełnienia zbrodni. Pod ścianą epitafium w specjalnej niszy, poniżej poziomu ziem, został umieszczony dzwon, którego stłumiony dźwięk ma symbolizować prawdę niemożliwą do ukrycia nawet pod ziemią. Na powierzchni dzwonu został wyryły tekst Bogurodzicy i nazwa dzwonu „Charków”. Po przeciwnej stronie centralnego punktu cmentarza na osi z przecięciem „czarnej drogi” znajduje się epitafium zbiorowe – żeliwna ściana i prawosławny krzyż. Na płaszczyźnie ściany zapisane są nazwiska ofiar – zamordowanych mieszkańców Charkowa i okolic. Główne wejścia na cmentarz stanowią obeliski z polskim orłem wojskowym i godłem Ukrainy. Między tym symbolicznym wejściem a właściwym terenem cmentarza po lewej stronie usytuowane są znaki wyznań. Symbolizują one cztery religie, których wyznawcy spoczęli w na tym cmentarzu.