Trước đây, vùng đất này còn hoang sơ, cư dân thưa thớt thuộc làng Khiêm ích, xã Nga Khê. Phía Đông - Bắc là núi Mòi, phía Tây - Nam là núi Trọ Voi, phía Bắc là núi Ma, phía Nam là núi Mác. Đồng Lộc là vùng đất có truyền thống yêu nước và cách mạng lâu đời. Dưới thời thuộc Pháp, nhiều chiến sỹ cộng sản đã sinh ra và lớn lên tại đây. Họ đã không ngừng đấu tranh chống chế độ thuộc địa phong kiến hà khắc. Trong những năm 1930 - 1931, nhân dân Đồng Lộc cùng nhân dân Nghệ Tĩnh đã phất cao ngọn cờ đấu tranh cách mạng làm nên Xô Viết Nghệ Tĩnh lẫy lừng, lập nên chính quyền công nông. Kháng chiến chống Pháp kết thúc chưa được bao lâu thì cuộc kháng chiến chống Mỹ đã bắt đầu. Từ năm 1965 đến năm 1972, địa phận xã Đồng Lộc là địa điểm đi qua và giao nhau của các tuyến đường huyết mạch tiếp viện cho tiền tuyến miền Nam. Nhằm cắt đứt mạch máu giao thông quan trọng của ta, đế quốc Mỹ đã dùng lực lượng không quân hiện đại tấn công, oanh tạc vào các nút giao thông trọng yếu. Ngã ba Đồng Lộc trở thành nơi ném bom ác liệt của giặc Mỹ. Từ năm 1964 - 1972, máy bay Mỹ đã oanh tạc xuống Đồng Lộc 2.000 trận, ném xuống 42.990 quả bom, gồm bom phá, bom đào, bom bi, bom sát thương, bom từ trường, bom nổ chậm… trong đó có 12.000 quả bom từ trường, 96 quả bom bi mẹ. Ngoài ra, máy bay Mỹ còn thường xuyên nã các loại đạn rốc két với 94 quả, đạn pháo 20 ly, đạn tên lửa vào khu vực Ngã ba Đồng Lộc.
Suốt tháng 7/1968, trên bầu trời Đồng Lộc không lúc nào ngớt tiếng máy bay Mỹ. Để chống lại âm mưu của đế quốc Mỹ, chúng ta đã tiến hành cuộc chiến tranh nhân dân, huy động nhiều lực lượng tham gia thông đường, trong đó tiêu biểu nhất là Tiểu đội nữ Thanh niên xung phong (TNXP) thuộc trung đội 4, Đại đội 552, Tổng đội 55-P18 Hà Tĩnh. Tổ quan sát và cắm tiêu đánh dấu bom của La Thị Tám có nhiệm vụ theo dõi hoạt động của máy bay địch, gồm ba người thay nhau đứng ở núi Mòi xác nhận chính xác vị trí bom rơi, sau đó chạy bộ cắm tiêu báo hiệu cho xe biết nơi có bom để phòng tránh. Chị La Thị Tám đã tham dự hàng trăm trận đánh, cắm tiêu được 500 quả bom một cách an toàn. Năm 1968, chị La Thị Tám được Đảng và Nhà nước phong tặng danh hiệu Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân.
Tổ rà phá bom mìn của Vương Đình Nhỏ có nhiệm vụ phối hợp với tổ La Thị Tám vừa cảnh giới vừa tìm cách phá bom nổ chậm. Trong bốn năm phục vụ ở mặt trận Đồng Lộc, tổ của Vương Đình Nhỏ đã rà soát được hơn 1.000 quả bom các loại. Tinh thần chiến đấu và hy sinh của Vương Đình Nhỏ đã góp phần vào việc bảo vệ tuyến đường giao thông an toàn. Năm 1972, tổ của anh được tuyên dương là đơn vị anh hùng. Tổ máy gạt Uông Xuân Lý có nhiệm vụ bảo dưỡng, san ủi đất đá, hố bom để xây dựng các đoạn đường bị đánh hư hỏng. Ban ngày, tổ có nhiệm vụ phối hợp với tiểu đội Võ Thị Tần đảm bảo mặt đường. Ban đêm, họ lợi dụng ánh trăng, đèn dù để khẩn trương san ủi. Tổ Uông Xuân Lý phục vụ tại Đồng Lộc nhiều năm, đổ nhiều mồ hôi và xương máu, lập được nhiều chiến công. Tổ Cảnh sát Giao thông Nguyễn Tiến Tuẩn làm nhiệm vụ giữ gìn trật tự an ninh, đảm bảo trật tự giao thông trên Quốc lộ 15B. Tổ Nguyễn Tiến Tuẩn dũng cảm, xông xáo làm nhiệm vụ, đã xây dựng được mạng lưới an ninh tốt trong nhân dân. Năm 1970, đơn vị Nguyễn Tiến Tuẩn được tặng danh hiệu Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân. Đơn vị X pháo cao xạ làm nhiệm vụ chiến đấu bảo vệ nhân dân, bảo vệ tuyến đường Ngã ba Đồng Lộc. Đơn vị phối hợp với dân quân địa phương các xã Đồng Lộc, Mỹ Lộc, Trung Lộc và Thượng Lộc tổ chức một hệ thống hỏa lực liên hoàn đập tan nhiều trận oanh tạc của máy bay Mỹ. Đơn vị đã bắn rơi 07 máy bay địch và làm nhiều máy bay khác bị hư hỏng. Nhân dân Đồng Lộc đã góp 185.450 ngày công với 12.620 lượt người tham gia, cùng bộ đội bắn máy bay giặc Mỹ.
Tiểu đội 10 nữ TNXP Ngã ba Đồng Lộc tuổi đời còn rất trẻ, đều quê ở Hà Tĩnh do chị Võ Thị Tần (22 tuổi), đảng viên, làm Tiểu đội trưởng. Tiểu đội có nhiệm vụ sửa chữa đường khi bị bom hay thời tiết làm hư hỏng. Mặc dù sống và làm việc trong điều kiện, hoàn cảnh thiếu thốn nhưng Tiểu đội luôn biết cách vượt qua, khắc phục mọi khó khăn, thử thách gian lao để hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ. Khi máy bay địch đến đánh phá, Tiểu đội đã chia thành từng tốp nhỏ cùng tổ La Thị Tám đếm bom, cùng tổ Vương Đình Nhỏ rà phá bom, phối hợp với Uông Xuân Lý cùng san lấp hố bom.
Đúng 16 giờ 30 phút, ngày 24 tháng 7 năm 1968, trong một đợt ném bom của đế quốc Mỹ, cả Tiểu đội đã anh dũng hy sinh gồm: Võ Thị Tần (Tiểu đội trưởng), Hồ Thị Cúc (Tiểu đội phó), Nguyễn Thị Nhỏ (Đội viên), Võ Thị Hà (Đội viên), Võ Thị Hợi (Đội viên), Trần Thị Hường (Đội viên), Trần Thị Rạng (Đội viên), Nguyễn Thị Xuân (Đội viên), Dương Thị Xuân (Đội viên), Hà Thị Xanh (Đội viên). Ngày 07/6/1972, Tiểu đội 10 nữ TNXP đã được Đảng và Nhà nước thưởng huân chương và truy tặng danh hiệu anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân.
Sau ngày đất nước hòa bình, theo chủ trương của cấp ủy, chính quyền địa phương, được sự giúp đỡ của các cấp, ban ngành Trung ương, Ngã ba Đồng Lộc đã được xếp hạng di tích quốc gia, được bảo vệ và tôn tạo một số công trình tưởng niệm. Cùng với sự giúp đỡ của Trung ương Đoàn TNCS Hồ Chí Minh, Trung ương Hội LHPN và sự đóng góp sức lực của thanh niên huyện Can Lộc, con đường từ huyện lỵ Can Lộc đến Ngã ba Đồng Lộc được nâng cấp lên đường nhựa. Tại ngã ba, một biểu tượng cao 19,5m có phù điêu ba mặt ghi hình vành tay lái ô tô giữa bông lúa và vòng hoa chiến thắng, khẩu súng trường và cuốc chim trong cảnh mây trời Đồng Lộc. Mặt còn lại ghi chiến tích lịch sử của quân và dân ta trong cuộc đụng độ lịch sử quyết liệt với giặc Mỹ.
Từ ngã ba đi về hướng Đông - Nam khoảng vài trăm mét sẽ tới nhà khách và nhà trưng bày bảo tàng. Khu mộ 10 cô gái ở gần nhà khách. Bên phải đường vào ngôi mộ là hố bom được lát đá trong lòng để giữ lại dấu tích những ngày ác liệt và tội ác tày trời của kẻ thù và tấm bia chung cao 1,85m có hình nổi huy hiệu thanh niên xung phong với dòng chữ “Tên tuổi 10 cô đã được nhân dân cả nước và bạn bè thế giới nhắc đến như một kỳ tích anh hùng của dân tộc Việt Nam anh hùng”. Sau tấm bia là khu mộ 10 cô gái TNXP đều được opps đá granit. Mỗi bia mộ đều khắc ghi họ tên, quê quán, năm sinh, năm mất của các cô. Trong khuôn viên khu mộ có nhiều cây cảnh, hoa lá xanh tốt bốn mùa.
Một số hạng mục công trình của di tích Ngã ba Đồng Lộc được đầu tư bằng nguồn xã hội hóa như Tháp chuông, phù điêu, đài phun nước… Đặc biệt, khu di tích TNXP Ngã ba Đồng Lộc đã được quy hoạch tôn tạo với quy mô 1.071.343m2 theo Quyết định số 337/QĐ-UBND ngày 29/01/2001 của UBND tỉnh Hà Tĩnh. Di tích chia thành 09 phân khu gồm: Đất khu điều hành; đất khu tâm linh tưởng niệm gồm nhà bia tưởng niệm, nhà ban quản lý, đài phun nước, khu mộ 10 cô, hố bom nơi hy sinh của 10 nữ TNXP…; đất khu tâm linh trưng bày hiện vật, di vật chiến tranh, di tích hố bom, cụm tượng 10 nữ TNXP anh hùng; đất khu quảng trường; đất khu du lịch sinh thái; đất khu vườn hoa bốn mùa; đất cắm trại, sinh hoạt ngoài trời; đất khu công viên - cây xanh - dự phòng; và đất giao thông.
Khu mộ 10 nữ TNXP xây tường bao quanh hình tròn, nữa phía trước là nơi hành lễ của du khách đến dâng hương, nữa sau đặt chiếc lư hương đồng to, tiếp đó là bia Tổ quốc ghi công Tiểu đội nữ TNXP Đồng Lộc có mái lợp ngói mũi hài đất nung ghi tên và chức vụ của 10 nữ TNXP. Đồi quan sát do nữ anh hùng La Thị Tám trên núi Mòi, là địa điểm ở phía Đông - Nam di tích. Đây là cao điểm có tầm quan sát dễ dàng. Từ năm 1965 đến năm 1972, nơi đây trở thành đài quan sát máy bay Mỹ ném bom. Suốt 200 ngày đêm ròng rã, chị La Thị Tám đã đếm và cắm tiêu được 1.205 quả bom.
Với những giá trị về lịch sử đó, ngày 21/01/1989, Bộ Văn hóa - Thông tin đã có Quyết định số 100/VH-QĐ xếp hạng Ngã ba Đồng Lộc là di tích quốc gia; và đến ngày 09/12/2013, Thủ tướng Chính phủ đã có Quyết định số 2383/QĐ-TTg xếp hạng Ngã ba Đồng Lộc là Di tích Quốc gia đặc biệt thuộc hệ thống Di tích Đường Trường Sơn - Đường Hồ Chí Minh tỉnh Hà Tĩnh.
