Гробницата е първият български обект, влязъл в списъка на световното културно и природно наследство на ЮНЕСКО
Казанлъшката гробница е открита случайно на 19 април 1944 година от войници, които копаели окоп в североизточната част на Казанлък. Те попаднали на иззидана каменна стена. Любопитството ги накарало да я разбият, след което влезли в нисък и тесен коридор, където имало повалена правоъгълна гранитна плоча, а от там в кръгло засводено помещение. Нашите военни осъзнали, че са открили нещо важно, те извикали археолог и той потвърдил предположението им.
Гробницата се състои от гробна камера с кошеровидно-камбановиден купол и коридор към нея. Тя е покрита от каменна риза, от която пред входа на дромоса се отделят два успоредни зида, които оформят правоъгълно преддверие. Гробницата е изградена от тухли, които в дромоса имат правоъгълна форма, а в куполното помещение са трапецовидни. Последните са служили за изграждането на помещения с кръгъл план.
Това, което привлича вниманието на изследователи и туристи от цял свят са стенописите в коридора и куполното помещение, те са сред най-добре запазените стенописи на античната живописност от ранноелинистическата епоха. Стените на дромоса и погребалната камера са изпълнени с живописна украса, която заема площ от цели 40 м². Стенописите показват отделни моменти от земния, военния и задгробен живот на тракийския владетел Ройгос, който е положен в гробничната камера.
При изписването на стенописите са използвани четири цвята: черен, червен, жълт и бял. Изписани са в две техники: мокро фреско при декоративната и фигуралната живопис и темпера при оцветяването на пода и стените. В украсата е използвана енкаустична техника, при която мазилката добива лъскав, почти огледален блясък.
Стенната украса прилича на лицевата стена на богата постройка, облицована с мраморни плочи и завършваща с архитектурни детайли. На фриза върху източната стена на дромоса са изобразени пеши и конни воини. Сцената възпроизвежда сблъсък между две войски. Централно място заемат двама воини, изправени един срещу друг. Единият е облечен с къс червен хитон, на главата си носи жълт шлем, обут е с червени обувки със заострени върхове. Другият воин стои срещу него и е облечен с къс син хитон и светлосиньо наметало. На главата си има шлем цвят в цвят охра. В ръцете си и всеки държ крив нож и 2 дълги копия. Около тях са представени други пеши и конни воини.
В центъра на фриза върху западната стена е представена сцена, сходна на тази във фриза на източната стена. Там обаче воин е коленичил с левия си крак пред другия. Според Иван Венедиков в дромоса е изобразено историческо събитие, свързано с живота на погребания владетел, а според Иван Маразов това е алегорична сцена, представяща воинското достойнство на погребания.
В куполното помещение (същинската гробна камера) има широк фриз с фигурална живопис, в който е разгърната обширна многофигурна композиция, изобразяваща погребално угощение. В центъра на главния фриз в купола, срещу ниския правоъгълен вход, са изобразени фигури на мъж и жена, съпружеска двойка, седнали край масичка с храна, а около тях прислужници, носещи дарове. Мъжът е представен в тържествена спокойна поза, седнал върху пъстра възглавница. Косата му е тъмна и се спуска на дълги къдри към тила, а на главата си носи лавров венец. Жената седи до него на кресло. Около главните на двете фигури са изобразени още много жени и мъже. Някои от тях са прислужници, ратаи, коняри, музиканти. Значително по-високата фигура с поднос, според някои изследователи е богиня-майка (от типа на Деметра),тя посрещаща починалите в подземното царство. Много реалистично е изобразена сцена на погребално угощение с шествие.
Според Людмила Живкова сплетените ръце на съпрузите въплъщават идеята за прощаване и раздяла с мъртвия, а според Иван Маразов те са знак за брачен ритуал, свещен брак с богинята-дъщеря (от типа на Персефона) в отвъдното. С изключително майсторство са представени колесничар, колесница и коне от погребално/сватбено шествие. В шествието участват още музиканти. Представени са и два богато оседлани коня, вероятно собственост на покойниците, и още 4 пищно украсени коня. Най-горната част на купола, над корниза, е разделена на 3 полета, като във всяко е представена вихрено препускаща конница.
В камерата са открити останки от мъж и жена, в коридора пред камерата са костите на кон, честа практика при тракийските погребения.
В могилния насип са открити керамични и обредни съдове, както и части от златни украшения. Поради това, че в гробната камера са намерени незначителен брой предмети се смята, че е била ограбена още в древността. През 1966 г. ЮНЕСКО организира международна комисия с цел извършване на цялостна проверка на състоянието на стенописите. През 1979 г. Казанлъшката гробница е включена в Списъка на световното наследство на Конвенцията за опазване на световното културно и природно наследство.
С цел съхраняване на стенописите достъпът до оригиналната Казанлъшка гробница е строго ограничен. Достъпна за посещения е изградената в близост гробница-копие.
