Khu tưởng niệm các giáo viên và học sinh đã hy sinh tại công trường đê Nam sông Mã ngày 14/6/1972 có tổng diện tích khoảng 2,05 ha, tổng mức đầu tư hơn 125 tỷ đồng, do UBND TP Thanh Hóa cũ làm chủ đầu tư.
Công trình gồm 2 khu vực chính, khu vực trong đê có diện tích 11.230 m2, bao gồm các hạng mục: Nhà lưu niệm giáo viên và học sinh, nhà quản lý đón tiếp khách, khu tưởng niệm nữ sinh (hồ sen, sân lễ, đền thờ nữ sinh, cây xanh...), khu tái hiện lịch sử, khu trồng cây lưu niệm, giao thông đối ngoại.
Khu vực ngoại đê có diện tích 9.270 m2, gồm các hạng mục: Tượng đài được điêu khắc bằng đá grannit tự nhiên, thể hiện 7 nhân vật với các tư thế khác nhau của thầy cô và học sinh trong diễn biến của quá trình đắp đê trong cuộc không kích của Mỹ ngày 14/6/1972 và các hình ảnh tái hiện quân dân Nam Ngạn hiệp đồng chiến đấu, cứu chữa thương binh; Khu tượng đài nữ sinh, bến thuyền thả hoa đăng, miếu thờ, bia ghi dấu sự kiện lịch sử, khu tái hiện không gian làng Nam Ngạn truyền thống.
Theo các tư liệu lịch sử, từ đầu năm 1965, không quân Mỹ liên tục mở các đợt ném bom xuống khu vực cầu Hàm Rồng nhằm cắt đứt tuyến giao thông chiến lược chi viện cho chiến trường miền Nam.
Bắt đầu từ trận đánh ngày 3/4/1965 và kéo dài cho đến khi Hiệp định Paris được ký kết ngày 27/1/1973, khu vực Hàm Rồng – Nam Ngạn đã phải hứng chịu hàng trăm cuộc tập kích đường không. Lượng bom đạn trút xuống nơi đây lên tới hàng chục nghìn tấn, biến vùng đất này thành một trong những điểm bị đánh phá dữ dội nhất thời bấy giờ.
Do nằm ở vị trí đắc địa nguy hiểm, tuyến đê sông Mã đoạn qua Hàm Rồng thường xuyên bị bom đạn tàn phá nặng nề. Đến mùa mưa năm 1972, khi nước sông dâng cao, nguy cơ vỡ đê có thể gây ngập lụt toàn bộ thị xã Thanh Hóa và các vùng lân cận, chính quyền tỉnh đã khẩn trương huy động lực lượng gia cố đoạn đê xung yếu dài hơn 1km, từ làng Nam Ngạn đến chân cầu Hàm Rồng.
Tham gia công việc cấp bách này có hơn 2.000 người, phần lớn là giáo viên, học sinh, sinh viên các trường trên địa bàn huyện Đông Sơn và thị xã Thanh Hóa như Trường Y sĩ, Trường Sư phạm 7+3, do thời điểm đó đang trong kỳ nghỉ hè.
Khoảng 9 giờ sáng ngày 14/6/1972, khi công trường đang khẩn trương thi công thì máy bay Mỹ bất ngờ ập tới ném bom dữ dội. Tổng cộng 24 quả bom dội xuống khu vực làm 64 giáo viên và học sinh hy sinh, gần 300 người bị thương và 8 người mất tích. Trận không kích này được xem là một trong những ngày tang thương nhất tại Hàm Rồng.
