일명 절두산순교자기념관(切頭山殉敎者紀念館)이라 한다. 기념관은 한국순교복자기념박물관(한국천주교순교자박물관) 그리고 순교 성인들의 유해를 안치한 경당(經堂, 성인 유해실)의 세 부분으로 되어 있다.
병인박해 100주년을 맞아 1965년 9월에 발족한 ‘서울대교구 병인순교 100주년 기념 사업회’에서는 순교자들의 신앙을 현양하고 병인박해를 되새기기 위해 “기념 성당과 기념관”을 건립하기로 결정하였다.
기념관의 위치로 양화진의 절두산이 선택된 것은 1866년 2척의 프랑스군함이 한강을 거슬러 절두산 앞까지 올라온 일이 있고, 그 뒤 증강된 프랑스 함대가 한강 어귀의 강화도를 1개월간 점령하는 병인양요가 일어났다. 이를 계기로 흥선대원군이 천주교도에 대한 철저한 박해를 다시 지시하여 병인박해의 제2차적 검거파동이 전개되었다.
절두산은 이 때 많은 교인들이 신앙을 증거하고 죽어간 형장이며 신앙의 성지인 것이다. 한국천주교회에서는 1956년 절두산 순교성지를 확보하여 산상에 기념비와 노천제대(露天祭臺)를 마련하여 해마다 병인순교자를 현양해 왔다. 그러다가 병인박해 100주년인 1966년 3월에 순교복자기념관의 건축을 시작하여, 1967년 10월에 완공하였다.
절두산이 순교성지이기에 원상을 훼손하지 않도록 공사를 진행하였고, 건물의 조형에 있어서는 순교정신의 상징과 한국적 토착성, 전통적 고유미를 나타내기에 힘썼다. 건축가 이희태의 작품으로 한국 현대건축물 가운데에도 수작으로 꼽히고 있다.
기념박물관에는 한국천주교회의 발달을 조감할 수 있는 유물·유품·사료 등을 전시하고 있으며, 지하의 성인 유해실에는 순교 성인 27위와 무명 순교자 1위의 유해가 안치되어 있다.
한편, 앞뜰은 순교자기념공원으로 조성되어 김대건 신부의 동상(1972)을 비롯한 야외 전시물들이 세워져 있다. 새남터[沙南坪:서울특별시 용산구 서부이촌동 소재]·당고개[堂峴:서울특별시 용산구 신계동 소재]·서소문 밖[서울특별시 중구 순화동 소재] 등과 더불어 서울시내의 대표적 순교성지이다.