Ngã ba Đồng Lộc nằm gọn trong một thung lũng hình tam giác, hai bên là đồi núi trọc, giữa là con đường độc đạo, giao điểm của Quốc lộ 15A và tỉnh lộ 2 thuộc địa phận xã Đồng Lộc.

Từ cuối tháng 4/1965, quốc lộ 1A bị chia cắt hoàn toàn, hàng hóa vận tải bằng đường bộ chi viện cho chiến trường miền Nam đều phải đi qua Ngã ba Đồng Lộc. Từ đây, Ngã ba Đồng Lộc trở thành trọng điểm đánh phá ác liệt nhất của đế quốc Mỹ trên toàn tuyến Quân khu 4.

Trong suốt 7 tháng “ném bom hạn chế” trong năm 1968, địch đã tập trung đánh phá vào Ngã ba Đồng Lộc với một khối lượng bom đạn rất lớn, song các đơn vị bộ đội chủ lực, bộ đội địa phương, dân quân tự vệ làm nhiệm vụ chiến đấu ở đây vẫn kiên cường bám trụ trận địa, tổ chức đánh địch hiệu quả. Lúc cao điểm ở nơi này có tới 1,6 vạn người, chủ yếu là bộ đội pháo binh và lực lượng thanh niên xung phong phá bom, mở đường. Nhờ hỏa lực mạnh của Trung đoàn pháo cao xạ 210 kết hợp với các cụm hỏa lực 12,7 ly của dân quân tự vệ trong khu vực đã tạo thành lưới lửa dày đặc trên vùng trời Ngã ba Đồng Lộc, đảm bảo an toàn cho việc thông xe, thông đường chi viện từ miền Bắc vào miền Nam.

Trong những ngày đọ sức quyết liệt với bom đạn kẻ thù, tại Ngã ba Đồng Lộc đã xuất hiện nhiều tấm gương chiến đấu dũng cảm, kiên cường. Trong đó điển hình là 10 cô gái thanh niên xung phong thuộc Tiểu đội 4, Đại đội 552, Tổng đội 55 do chị Võ Thị Tần làm Tiểu đội trưởng. Với tinh thần đảm bảo thông suốt cho con đường vận tải chiến lược từ miền Bắc vào miền Nam, quân và dân Đồng Lộc đã đoàn kết một lòng chiến đấu bắn rơi 19 máy bay Mỹ; phá hủy 1.780 quả bom nổ chậm, bom từ trường; góp 974.240 ngày công để thông tuyến, làm đường mới; huy động 42.620 người phục vụ chiến đấu; đào đắp 95.209m³  gỗ; cung cấp 22.448 cọc tre, 24.000 gánh bổi chống lầy... làm thất bại hoàn toàn âm mưu cắt đứt con đường vận tải chiến lược Bắc – Nam qua Đồng Lộc của đế quốc Mỹ. Nơi đây đã trở thành huyền thoại trong những năm chống Mỹ cứu nước của Đảng bộ và nhân dân Hà Tĩnh.

Hiện Khu di tích thanh niên xung phong Ngã ba Đồng Lộc được xây dựng trên diện tích 0,6km², bao gồm các hạng mục: 

Tượng đài Chiến thắng được khánh thành vào ngày 15/7/1998 là biểu tượng cho sức mạnh, ý chí quyết chiến, quyết thắng, tinh thần vươn lên của lực lượng thanh niên xung phong, bộ đội, công nhân giao thông, công an, dân quân…  Xung quanh tượng đài là những bức phù điêu miêu tả không khí sôi nổi, khẩn trương lấp hố bom, bắn máy bay địch, phá bom… dẫn đường cho xe qua của các lực lượng trên Ngã ba Đồng Lộc.

Cột biểu tượng lưu niệm của ngành Giao thông vận tải nằm ngay chính giữa Ngã ba, được khánh thành ngày 26/3/1992. Nằm gần đối diện với cột biểu tượng, cạnh chân núi Trọ Voi là nhà bia tưởng niệm các anh hùng, liệt sĩ của ngành Giao thông vận tải ghi danh và tưởng niệm 842 anh hùng liệt sỹ của ngành đã hy sinh trong cuộc kháng chiến chống Mỹ cứu nước trên địa bàn Hà Tĩnh.

Nhà bia tưởng niệm thanh niên xung phong toàn quốc được Trung ương Đoàn Thanh niên cộng sản Hồ Chí Minh xây dựng năm 1998, khắc tên 1.950 anh hùng, liệt sĩ thanh niên xung phong toàn quốc và các anh hùng liệt sĩ hy sinh tại Ngã ba Đồng Lộc.

Khu mộ 10 nữ Anh hùng liệt sĩ thanh niên xung phong hi sinh tại Ngã ba Đồng Lộc. Ngày 15/7/1990, 10 ngôi mộ được chuyển về dưới chân núi Trọ Voi, cách nhà bia tưởng niệm 30m. Hố bom cạnh nơi 10 chị hy sinh vẫn nằm nguyên vị trí cũ.

Nhà truyền thống thanh niên xung phong toàn quốc trưng bày 228 hiện vật gốc, trên 248 ảnh, tư liệu cung cấp cho người xem thấy cuộc sống lao động, chiến đấu của thanh niên xung phong trên mọi ngả đường với tinh thần “Tất cả cho tiền tuyến”, “Địch phá một, ta làm mười”.

Phòng trưng bày truyền thống Ngã ba Đồng Lộc có một sa bàn điện tử miêu tả cảnh tượng khốc liệt của chiến trường Đồng Lộc gần 50 năm trước cũng như ý chí sắt đá, can trường của quân và dân ta tại “Tọa độ chết” này. Nhà trưng bày có những hiện vật rất đáng quý như bức thư chị Võ Thị Tần gửi mẹ, bộ quần áo của chị Xuân, dây điện và thỏi nam châm phá bom của anh Vương Đình Nhỏ, bát ăn của các chị, sổ lý lịch, sổ ghi bài hát của chị Hường, ảnh phục chế 10 cô gái thanh niên xung phong, ảnh gốc chụp từ máy bay cảnh tượng Đồng Lộc, mảnh bom từ trường, hàng chục quả bom còn sót lại sau chiến tranh, súng 12ly7... và một số hiện vật ngoài trời như: máy bay AD6, pháo 57,37, gat 63,57, máy ủi…

Tháp chuông Đồng Lộc được khánh thành ngày 2/1/2011. Đây là công trình tri ân của thế hệ hôm nay đối với các thế hệ cha anh, đồng thời là công trình giáo dục truyền thống yêu nước cách mạng, bồi đắp đạo lý “uống nước nhớ nguồn” cho thế hệ hôm nay và mai sau. Tháp gồm 7 tầng, 8 mái, cao 37m, trên đỉnh tháp có treo quả chuông nặng 5,7 tấn. Du khách có thể theo bậc cầu thang (hình xoắn ốc) để lên đến đỉnh tháp, ngắm nhìn toàn cảnh Ngã ba Đồng Lộc hay hướng mắt ra xa để chiêm ngưỡng khung cảnh đất trời Can Lộc.

Cụm tượng 10 nữ liệt sĩ thanh niên xung phong được đặt ở vị trí gần trung tâm trên triền núi Mũi Mác. Bên trái là 3 hố bom có sẵn. Cụm tượng cao 7,5m, dài 15,5m, rộng 5m, diễn tả cảnh tượng 10 chị lao ra mặt đường với các hố bom nham nhở. Các chị được khắc họa trong các tư thế khác nhau: người cầm xẻng, người kéo xe bò, còn chị Tần – Tiểu đổi trưởng tay vẫn cầm súng quan sát cho đồng đội, một tay cầm cờ giơ lên cao chỉ dẫn cho các đoàn xe vận tải đi qua.

Ngày 9/12/2013, Khu di tích thanh niên xung phong Ngã ba Đồng Lộc được Nhà nước công nhận là Khu Di tích lịch sử cấp Quốc gia đặc biệt trên hệ thống đường Hồ Chí Minh huyền thoại, trở thành cái nôi nuôi dưỡng lòng yêu nước và giáo dục truyền thống cách mạng cho nhân dân ta, đặc biệt là cho thế hệ trẻ hôm nay và mai sau.