Đàn này lúc đầu được đắp bằng đất, sau được xây cất tử tế, trở thành ngôi đền trong đó có đặt bài vị ghi danh các chiến sĩ đã hy sinh trong ngày Kinh đô thất thủ. Sau này, triều đình cho làm thêm một ngôi nhà ba gian để giữ đồ thờ cúng gọi là tự khí và các tài liệu liên quan, đồng thời cắt một đội quân nhỏ để coi sóc chung cho cả Đàn.
Dưới thời đại quân chủ, vào ngày tế lễ, bà Từ Cung cho lính gánh lễ vật ra cúng tại miếu. Giờ hành lễ, quan lại các bộ trong Thành Nội cũng đến hành lễ. Năm nào phẩm vật và tiền bạc cúng phong phú thì ban tổ chức cho hạ bò, lợn để cúng tế.
Lễ tế Đàn Âm Hồn lúc bấy giờ được xem như quốc lễ, quan Đề đốc kinh thành làm chủ tế. Nghi thức này kéo dài cho đến năm 1945. Sau năm 1945, do sự tan rã của nhà Nguyễn, đàn Âm hồn không còn được bảo vệ như xưa. Các công trình của đàn tế dần dần đổ nát do chiến tranh cũng như sự xâm hại của con người. Dù vậy, việc tế Đàn Âm hồn vẫn được người dân trong khu vực duy trì cho đến nay qua việc hình thành Phổ Phước Lợi (ban cúng tế) với sự tham gia của khoảng 100 hộ gia đình.
Lễ tế Âm Hồn được phục dựng và tổ chức trọng thể tại Đàn Âm Hồn, góp phần phát huy giá trị di tích và gìn giữ nét đẹp văn hóa tâm linh của người dân Cố đô Huế (Ảnh: Ngọc Bích)
Được sự quan tâm của chính quyền địa phương và đơn vị quản lý trực tiếp di tích là Trung tâm Bảo tồn Di tích Cố đô Huế, ngày 15/12/2013, di tích Đàn Âm Hồn đã được UBND tỉnh Thừa Thiên Huế công nhận là Di tích lịch sử văn hóa cấp tỉnh.
Tháng 5/2018 lần đầu tiên Lễ tế Âm Hồn được diễn ra đúng với nghi lễ của triều đình trên mảnh đất di tích lịch sử này và được duy trì, tổ chức trọng thể cho đến ngày nay.