El camposanto se ubica al norte de la ciudad, en las inmediaciones de la iglesia de Nuestra Señora del Carmen Extramuros (antiguo convento del Carmen Descalzo). Precisamente los terrenos ocupados por el cementerio fueron en su día las huertas del convento que fue expropiado durante la Desamortización, hasta que en 1840 fueron compradas por el ayuntamiento para ubicar allí el nuevo cementerio municipal.

Se trata del mayor cementerio de la ciudad, con alrededor de 200 000 inhumaciones.

En 2016 se inició la excavación de fosas comunes de la Guerra civil española promovidas por la Asociación para la Recuperación de la Memoria Histórica (ARMH).4​5​ Se calcula que hay alrededor de 1000 personas represaliadas, asesinadas durante julio y septiembre de 1936,6​ enterrados en más de 10 localizaciones,7​ siendo una de las más grandes fosas comunes de España.6​8​

Destaca el Panteón de Hijos Vallisoletanos Ilustres, de estructura octogonal y ubicado en la glorieta principal del camposanto, inaugurado el 13 de diciembre de 1902 y construido por Aurelio Carretero.
 

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