El Cementerio del Dos de Mayo fue construido en 1796 como camposanto de la Real Parroquia de San Antonio de Padua de la Florida a escasa distancia al este de la ermita homónima y a sólo unos pasos al norte del segundo camino de Areneros por donde tenía acceso y estaba reservado para los empleados del Real Patrimonio. Hoy es el cementerio más antiguo de Madrid, sólo siete años posterior al de La Granja de San Ildefonso, diseñado por José Díaz Gamones en 1787 siguiendo la Real Orden dictada por Carlos III el año anterior que establecía la obligación de construir cementerios en despoblado y que, lógicamente, y para dar ejemplo se aplicó en primer lugar en los Reales Sitios. En el caso que nos ocupa, ha logrado sobrevivir a los numerosos camposantos madrileños demolidos en los siglos XIX y XX incluido el General del Norte, construido por Juan de Villanueva pocos años más tarde, gracias a haber servido como lugar de enterramiento para cuarenta y tres patriotas fusilados por los franceses contra las tapias de la Montaña del Príncipe Pío la noche del 2 al 3 de mayo de 1808, aunque no recibieron sepultura hasta el día 12. Las víctimas fueron escogidas por sorteo de los encerrados en los "depósitos" de detenidos de Chamartín, de la Puerta de Santa Bárbara donde se había recluido a los dependientes del Resguardo del Portillo de Recoletos y del cercano cuartel de San Gil.
Como consecuencia, y aunque durante un tiempo siguió sirviendo de descanso final para los trabajadores de la Real Posesión de La Florida, terminó cerrándose para dedicarlo en exclusiva al culto de las víctimas del Dos de Mayo, encargándose en un principio su cuidado y conservación a la Real Congregación de la Buena Dicha y a partir de 1840 a la Milicia Nacional -precedente de la actual Sociedad Filantrópica de Milicianos Nacionales Veteranos-; lo que permitió preservarlo de los intentos de la Compañía de los Ferrocarriles del Norte para absorberlo en sus instalaciones, pudiendo verse por vez primera su traza en el plano del Plan Castro de 1859, donde se representa como un recinto cuadrangular, al que se añadió posteriormente una capilla en su parte trasera, que ya aparece como un cuerpo edificado de planta rectangular en el mapa de Ibáñez de Ibero de 1872. En su cripta se depositó una urna con las cenizas de las víctimas, exhumadas de su fosa original; recibiendo además aquí sepultura algunas personalidades del periodo, que eligieron este lugar para su descanso eterno, como el gijonés Evaristo San Miguel.
En 1931 el cementerio se cerró al público y debió sufrir considerables daños durante la Guerra Civil por su expuesta situación ante el frente de la Casa de Campo. Tras la contienda estaba muy descuidado, por lo que en 1959 el arquitecto Vicente Baztán Pérez, director del Patrimonio Histórico Artístico Municipal, tuvo que redactar un proyecto de rehabilitación que incluía la construcción de una nueva capilla - a modo de pequeña ermita pintoresca con porche delantero- sobre la traza de la antigua; inaugurándose el conjunto el 2 de mayo del siguiente año.
Tras una nueva restauración a cargo de la Junta Municipal del distrito de Moncloa, en la que se reparó la lápida de mármol de la supuesta fosa de enterramiento, el 2 de mayo de 1981 se volvió a abrir al público, en un acto que contó con la asistencia del alcalde Enrique Tierno Galván. En 1982 se colocó una reproducción en cerámica del célebre cuadro de Goya de los Fusilamientos del 2 de Mayo, junto a un pebetero con llama, pero tras sufrir algunos actos vandálicos, se cerró de nuevo y desde entonces sólo se abre cada año en la conmemoración del 2 de Mayo. La última restauración la ha realizado el arquitecto Antonio Lopera Arazola a comienzos de 2008, con motivo de cumplirse el bicentenario del 2 de mayo de 1808, y en ella se han saneado, drenado y reparado los muros de recinto y capilla, dando simultáneamente mejor solución a la bajada a la cripta.