ابوعلى حسین بن عبدالله بن سینا معروف به شیخ الرئیس، بزرگ‏ترین فیلسوف مشائى و پزشک نامدار ایران در جهان اسلام است. بر اساس نقل مشهور، او در اولین جمعه ماه مبارک رمضان سال 428 هجری (برابر چهارم تیرماه) دار فانی را وداع گفته است.

مقبره ابن سینا در ضلع غربی خیابان بوعلی شهر همدان قرار گرفته است. این مکان روزگاری منزل ابوسعید دخدوک از دوستان ابن‌سینا بوده که اکنون نیز در کنار او به خاک سپرده شده است. این محل در آن زمان در حاشیه شهر قرار داشته و تا اواخر قرن سیزدهم هجری نیز معماری بنا همانند چهارطاقی کوچکی به عنوان مقبره بر مزار آن دو قرار داشته است.

ذبیح‌الله صفا در جلد نخست جشن‌نامه ابن‌سینا درباره محل تدفین این حکیم شهیر می‌نویسد: «...بنا بر آنچه ابن اصیبعه (پزشک مشهور قرن 6 و 7 هجری) و گروهی دیگر از محققان و مورخان نوشته‌اند... این چهار طاقی به دستور دختری به نام نگار که نوه فتحعلی‌شاه قاجار بوده، به گنبدی از آجر تبدیل شد و دو سنگ یکی روی قبر ابن سینا در طرف راست سرسرای ورودی و دیگری روی قبر ابوسعید دخدوک طرف چپ قرار گرفت.»

ابوسعید دخدوک از دوستان ابن سینا بوده و بوعلی بعد از غائله شورش سپاهیان شمس‌الدوله دیلمی، 40 روز در خانه وی پنهان بود و منزل ابوسعید در همین محل بوده که اکنون آرامگاه هر دو می‌باشد. این محل در آن روزگار پشت باروی جنوبی همدان بوده است.

در سال 1330 شمسی، انجمن آثار ملی ایران به مناسبت هزارمین سالروز تولد ابوعلی سینا تصمیم به ساخت آرامگاهی جدید گرفت. در خرداد 1334، طراحی نقشه این بنا میان فارغ‌التحصیلان رشته معماری به مسابقه گذاشته و طرح هوشنگ سیحون پذیرفته شد.

جالب اینکه هنگام تخریب بنای قدیمی، بقایایی از استخوان‌های ابوسعید دخدوک و جمجمه شیخ‌الرئیس به دست آمد که عکس آن ثبت شد. سپس در جعبه‌های مخصوص مهر و موم قرار گرفت و مجدداً دفن شد.

همچنین سنگ قبرهای قدیمی این دو که یک و نیم قرن قدمت دارد، در حصارهای شیشه‌ای قرار گرفت تا از تخریب و فرسودگی مصون بماند.

طرح مزبور از گنبد کاووس (مقبره‌ قابوس بن وشمگیر) یکی از عظیم‌ترین شاهکارهای معماری عصر ابن سینا الهام گرفته است، با این تفاوت که گنبد قابوس هیچ منفذی در اطراف ندارد ولی این بنا 12 ستون دارد که نشان‌دهنده 12 دانش ابن سینا است. کار ساخت بنای جدید آرامگاه در سه هزار متر مربع در سال 1337 هجری شمسی به پایان رسید.

آرامگاه شیخ الرئیس بوعلی سینا در سال 1376 توسط سازمان میراث فرهنگی در فهرست آثار ملی ایران به ثبت رسید.