Ο θολωτός τάφος των Φαρσάλων ανήκει στο εκτεταμένο δυτικό νεκροταφείο της αρχαίας πόλης, το οποίο εκτεινόταν εκατέρωθεν της οδού, που οδηγούσε προς τη νότια Ελλάδα, και περιείχε τάφους διαφόρων τύπων, που χρονολογούνται από τη μυκηναϊκή ως και την ελληνιστική εποχή. Ο τάφος κατασκευάσθηκε στους υστεροαρχαϊκούς χρόνους και συνέχισε να χρησιμοποιείται ως και την ελληνιστική εποχή. Ωστόσο, αμέσως βορειοδυτικά της θόλου του βρέθηκε σε βαθύτερο επίπεδο ένας θαλαμοειδής τάφος μυκηναϊκών χρόνων, τον οποίο «οι κατασκευάσαντες το άνωθεν θολωτόν μνημείον διετήρησαν εκ σεβασμού?, όπως χαρακτηριστικά σημειώνει ο ανασκαφέας του μνημείου. Το βόρειο τμήμα της θόλου κτίσθηκε επάνω στο δρόμο του θαλαμοειδούς, και έτσι ο νότιος τοίχος του μυκηναϊκού δρόμου εγκλωβίσθηκε μέσα στην έκταση του θαλάμου του νεότερου τάφου και διατηρήθηκε κάτω από το δάπεδό του.

Και οι δύο τάφοι είναι κατασκευασμένοι από ντόπιο γκριζωπό ασβεστόλιθο, ενώ η οροφή τους είχε καταρρεύσει από παλιά. Ο θαλαμοειδής διατηρείται σε ύψος 1,50 μ., ενώ το μέγιστο ύψος της θόλου του αρχαϊκού φθάνει μόνο σε ορισμένα σημεία τα 2 μ. Το μνημείο καλυπτόταν με τύμβο, που οριζόταν από περίβολο, κτισμένο κατά το πολυγωνικό (με τάσεις λέσβιου) σύστημα τοιχοποιίας, από λίθους που πατούν σε πλάκες ευθυντηρίας. Το ίδιο σύστημα δόμησης συναντάται και σε σωζόμενο τμήμα της οχύρωσης της αρχαίας πόλης, του 1ου μισού του 5ου αι. π.Χ. Το σημαντικότερο κτέρισμα, που βρέθηκε στο εσωτερικό του θολωτού τάφου, είναι ο μελανόμορφος κρατήρας του ζωγράφου του Εξηκία, του οποίου η κύρια όψη κοσμείται με την παράσταση της μάχης μεταξύ Ελλήνων και Τρώων γύρω από το σώμα του νεκρού Πατρόκλου. Αντίθετα, ο μυκηναϊκός τάφος βρέθηκε συλημένος.

Το μνημείο ανασκάφηκε το διάστημα 1951-1954 από τον τότε Έφορο Αρχαιοτήτων Ν.Μ. Βερδελή. Κατά τα τελευταία έτη, παράλληλα με τις εργασίες συντήρησής του, πραγματοποιήθηκαν και εργασίες ανάδειξης του περιβάλλοντος χώρου του, που διαμορφώθηκε με κλίση προς τους γύρω δρόμους, ώστε να αποπνέει την αίσθηση του τύμβου, που κάλυπτε αρχικά τον τάφο.