明世宗的永陵比一般陵墓规模更显宏大，动用了数十万军士和民工，前后用了十多年才修筑成。尽管如此，世宗还是不满意，认为墓室太狭窄。修陵大臣为迎合他的心理，竟在宝城外面又修了一道墙外之墙，使永陵拥有内外两重罗城。

明世宗嘉靖皇帝在位45年，这个时候是明朝政治的多变时期。就世宗本人来说，酷好方术道教，贪恋女色。从嘉靖十八年(1539)开始，他不再上朝，很少过问国家的政事，怠政养奸。其时，权臣严嵩当国执政，蒙蔽军情，中饱私囊，内政外事纷纭多变，边患告警不断，政事极其混乱。

嘉靖二十一年(1542)，宫婢杨金英等16名宫女联合起来，准备谋杀明世宗。她们趁世宗熟睡，有的用绳子套脖子，有的用抹布塞嘴，有的骑在他身上勒绳，几乎把世宗勒死。宫女们之所以要杀死嘉靖皇帝，可能与他炼丹药有关。朱厚熜即位不久，采纳朝臣的建议废佛，下令撤除京城佛寺。但在废佛的同时，他却开始崇尚道教了。自此，他逐渐不理朝政，更加沉迷于道学方术。他大办祭神仪式，大兴土木建玄帝宫，连政事、刑狱也由方术决定。四方官员为了取宠，只能大量进献白鹿、白龟、紫芝之类的祥物。世宗还用虐待童女的方法来炼取长生不老药，服食后可壮一陽一强身。宫女杨金英等看到被虐的其他宫女，死时十分凄惨，因而对世宗恨之入骨，她们为了自己的生命只能铤而走险。沈德符《野获编》说：“嘉靖中叶，上饵丹药有验。”至嘉靖三十一年冬天，他下令京师内外选女孩8岁至14岁者300人入宫。三十四年九月，他又选10岁以下少女160人入宫。少女入宫干什么？一般认为主要是“供炼药用也”。有人猜测说是用宫女首次月经的经血制造“红铅”，用童子尿熬炼“秋石”。大量挑选宫女入宫虽是宫变之后的事情，但之前炼丹药要用少女是可以肯定的，这些宫女很有可能在炼药的过程中连性命也保不住。

大难不死，世宗不但没有丝毫忏悔，相反觉得自己死里逃生是天地神灵的恩遇，更加变本加厉祭神求仙。他移居西苑，“日求长生，郊庙不亲，朝讲尽废，君臣不相接”。他整天与方士混在一起，焚修斋醮，装扮神仙。他喜欢把道士醮祀用的青词作谕旨，字句离奇诡异，一般人很难理解。他一心追求真正的神仙方术，到生命最后一年也没有放弃。嘉靖四十五年(1566)冬，服食丹药后燥性过大，世宗病死。御医最后断定他的死因是“体虚过燥，补救无术”。

这样一个十分看重飞升成仙的皇帝，必然对百年后的安息之地十分重视。兵部员外郎骆用卿以通晓风水而闻名，嘉靖皇帝让他秘密为自己选择陵地。骆用卿来到天寿山后，外观山形，内察地脉，为嘉靖选择了橡子岭和十八道岭两处吉壤。嘉靖十五年(1536)，皇帝率领文武大臣数百人来到昌平，反复踏勘后，决定在十八道岭前面建造陵墓。但他还不放心，又派人到江西一带找来著名风水师杨筠松、曾文迪、廖三传的后人再次察看，最后确定十八道岭为建陵地点。嘉靖说，天寿山是长陵主山的名称，其他山也跟着叫天寿山是不对的，各山应该有自己的名字。他嫌十八道岭的名称太土，遂改称一陽一翠岭。之后在附近祖宗们的陵墓中转了一圈，见到长、献、景、裕、茂、泰、康七陵的地面建筑有很多已经损坏，就下旨全部加以修复装饰，同时增建七陵石碑与碑亭等工程。传说建亭立碑后，当时礼部尚书严嵩请世宗写七碑之文，可世宗忙着通过女色炼药，没有心思写碑文，七碑就空了下来，成为无字碑。世宗以后各陵，因祖宗的陵前立无字碑，自己就不便自吹自擂了，所以也是立碑而不写具体内容，成了明朝陵墓的一大特色。这次建陵和扩修七陵，工程浩大，兵部、工部、礼部的主要官员或主管调拨建材，或亲自在工地上日夜监工，神经特别紧张。工程规模较大，需要很多劳力，单单民夫工匠还不够，遂征调了大量的士兵。除京卫外，外省来京轮值的外卫士兵和陵区七卫的士兵全部到陵区服役。十三陵每陵均设一卫，通常一卫是5600人，所以当时调用的士兵超过10万人。嘉靖十五年，工程施工进入紧张阶段，又调拨了三大营官军4万人前来帮助。如此庞大的工程，费用就成了一个无底洞，只能用国家的财政款垫进去。嘉靖十六年五月曾经有个统计，说翻新七陵、预建寿宫及内外各项有关工程，在10个月内用去白银300万两，平均每月花费不下30万两。

七陵的修复和增建工程自嘉靖十五年开始，前后用了6年时间才完成。至于修建永陵的时间，有人说用了4年建成，有人说用了12年。永陵从嘉靖十五年四月开始修建，此后一直没有见到明确修成的时间。嘉靖二十六年十一月，孝烈皇后方氏死，但到次年五月才落葬，相隔数月的原因主要是因为陵没有修成。葬方皇后时才发现陵没有正式名称，世宗遂命辅臣去查孝、长二陵是何时定的陵名，得知二陵都是定名在前，卜葬在后，于是定陵名为永陵。假如以方皇后下葬时作为永陵的修成时间，前后应该是修了12年。

按照古代一般葬制，子孙之墓的规模不得超过祖坟，但永陵的规模大大超过了献陵以后各陵。在营建过程中，嘉靖打算按照长陵的规制进行营建，却又不好把话明说，就假惺惺地对大臣们讲：“陵寝之制，比照长陵规制，要重加抑杀，绒衣瓦棺，这是我经常想做的。”又说：“寿宫规制宜逊避祖陵，节省财力，享殿用砖石建造，地中宫殿器物以前仿照九重法宫制造，工力甚巨，这些都是虚文，而且空洞不实，应该全部加以改变。”底下大臣一听就知道他的意思了，于是在绘制陵园设计图时，将享殿、明楼等参照长陵营建，并且对嘉靖说，地下宫殿也要“稍存其制”。建成后的永陵规模宏大，如享殿与长陵一样，为重檐大殿，而阔七间，进深五间。宝城的规模仅次于长陵，甚至比长陵还多出一道外罗墙。

关于外罗墙的来历，颇有点搞笑的性质。从选定永陵陵址到建成，世宗共计11次亲临现场视察，一再下令增修，扩大规模。永陵不但陵园范围远超过献陵以下各陵，而且地面建筑十分一精一致恢宏。永陵基本完工之际，明世宗再次前来察看。这次，他心血来潮登上了一陽一翠岭，极目眺望，宏大的陵墓在他眼里显得很渺小，明楼、宝城只有一座，于心不甘，回过头来问修建陵墓的大臣：“我的陵就这样算修完了？”大臣们头脑很灵活，一听话音就知道世宗对陵墓有不满意的地方，连忙回答说：“还没有修完，外边还有一道外罗墙没有建起来。”自此之后，日夜赶工加筑外罗城。就这样，在十三陵的全部陵宫建筑中，惟有永陵和后来的定陵建有外罗城，其他陵宫都没有。

视察结束回到北京后，世宗心里十分不开心，下诏说：“作为孝子事亲，送终是最重大的事情。我的陵寝建造得很狭窄，有很多地方我是不称心的，应该加以增修。如果仅仅是这样的建筑，我只能屈身埋下去了。”

从今天的地面建筑来看，永陵的形制大体与长陵相同，仅是祾恩门、祾恩殿的间数比长陵各少两间。《昌平州志》说：“明世宗的永陵规制一如长陵，而外面多出了一道城墙，享殿、明楼都是用文石砌成的，壮丽一精一致连长陵也不及。”永陵的地面建筑今天大多已毁，但保留有完整的明楼，是十三陵中最雄伟一精一致的。明楼的额枋、飞檐、斗拱等，全部为石结构。明楼上涂彩绘，地铺文石，冰清玉洁。祓恩殿的残基上，尚留一陛石，上面雕有龙凤，，剔透玲珑，是明朝陵墓石刻的佳作。