На территории стрелкового полигона НКВД рядом с подмосковным поселком Бутово с 1937 производились захоронения жителей Москвы и Подмосковья, приговоренных к расстрелу по делам Московского УНКВД. Документально не установлено, производились ли расстрелы на месте или в Бутово захоранивали тела казненных в Москве. О расстрелах свидетельствуют лишь устные сообщения бывших сотрудников НКВД. Захоронения производились в траншеи, соблюдался строгий режим секретности. В середине 1950-х «спецзона» была ликвидирована, полигон обнесли забором с колючей проволокой. До 1995 эта территория находилась в ведении органов госбезопасности и тщательно охранялась.

С 1992 Московская общественная группа по увековечению памяти жертв политических репрессий с помощью сотрудников ФСК-ФСБ в течение ряда лет работала со следственными делами. Согласно Экспертному заключению Архивной службы ФСК от 06.04.1993, в Бутове захоронено 25–26 тысяч человек. В 1995 ФСБ передало территорию полигона Русской православной церкви. С 1997 на месте захоронения эпизодически ведутся работы с целью определения местоположения погребальных рвов, проводятся историко-археологические, геоботанические, геоморфологические исследования. Первый памятный знак установлен в 1993 родственниками погибших – мемориальная плита с надписью: «В этой зоне Бутовского полигона в 1937-1953 гг. были тайно расстреляны многие тысячи жертв политических репрессии. Вечная им память». В 1994 был установлен поклонный крест. В 1996  освящена деревянная церковь, в 2007 освящен каменный собор Новомучеников и Исповедников Российских и установлен еще один поклонный крест, изготовленный в Соловецком монастыре. В 2002 при храме создан Мемориальный научно-просветительский центр «Бутово», который занимается сбором сведений о жертвах репрессий и систематизацией данных, устраивает тематические выставки и презентации.

27 сентября 2017 на территории Бутовского полигона, в восточной части территории, на свободном от погребальных рвов участке, где в 1970-е годы сотрудниками КГБ был посажен яблоневый сад, открыт мемориальный комплекс «Сад Памяти». Комплекс представляет собой аллею в виде символического раскрытого расстрельного рва. Одна стена рва выполнена из гранитных плит, на которых высечены имена 20 762 человек, сгруппированные по датам расстрелов. Высота плит 2 м, длина комплекса — 300 м.  Автор проекта — А.Жернаков.