汉制皇帝和皇后同茔不同穴，高祖陵和吕后陵相距300米，但在一个陵城内。长陵在陵园的偏西处，是夯土叠筑而成的。史书记载说，长陵陵墓东西长120步，高13丈，经过2000多年的风雨剥蚀，现在的长陵陵墓底部东西长153米，南北长135米，顶部东西长55米，南北长35米，封土高为33米，状如覆斗。长陵内部结构如何，因没有发掘，后人无法知道具体的情况。
不过陵墓既然是刘邦生前所建，所以应该是符合汉代的礼仪制度的。《汉旧仪》说到汉代诸帝陵墓的地宫："内梓棺，柏黄肠题凑，以次百官藏毕，其设四通羡门，容六车六马，皆藏之。四方外陟，东石外方立，先闭剑户，户设夜龙、莫邪剑，伏弩，设伏火。"长陵也当是按着这样的标准来建造的。
在西汉帝陵中，陪葬墓最多的是长陵。在长陵以东，现存陪葬墓有60多座，大都是当年追随了刘邦出生入死，为西汉政权建立作出巨大贡献的元勋功臣及刘邦的嫔妃、关东大族等。见之于文献的主要有萧何、曹参、周勃、周亚夫、王陵、张耳、纪信、戚夫人、田胜等人。唐朝末年，诗人刘彦谦在《长陵诗》中说："长陵高阙此安刘，附葬累累尽列侯。"这些高大的陪葬墓，分布于长陵以东司马门外的神道两侧，南北向排列，一组一组的，位次排列十分有序，犹如诸侯大臣朝谒天子时的阵容。
1965年，在长陵陪葬区的咸阳杨家湾，在一座陪葬墓附近发现了大量陪葬坑，出土了三千多件彩绘陶俑、陶马。根据《水经注》的记载，墓可能是刘邦时的太尉周勃或其子景帝时平定七国之乱的周亚夫。墓是两座南北并列的夫妻合葬墓，边上有十几个陪葬坑。墓内出土骑兵俑583件，各种人俑965件。骑兵俑的马俑有黑、红、紫、白四种颜色。马的姿态生动，或静或动。
