1924年1月21日下午6时许，列宁病逝。一批医生应召来到哥尔克，其中有著名病理解剖学家阿布里科索夫院士，由他在别墅的一个房间里对列宁遗体进行解剖并作初步防腐处理。即使在当时，此项技术也不算复杂，只须把添加了氯化锌的福尔马林注入血管，即能确保死者安葬前尸体完好。事实证明，对列宁遗体的临时性防腐处理很成功。

列宁的灵柩随即运到了工会大厦圆柱大厅。幸好时值隆冬，从哥尔克到莫斯科途中及在无暖气的圆柱大厅里，列宁遗体组织的变化极为缓慢。1月27日前红场修了一座冷藏式木墓（不是现在的陵墓），列宁遗体被安放在这里，直到1924年3月，未再作任何防腐处理，只由专家们定期进行观察。3月份气候开始变暖，遗体组织明显受到破坏，在当时条件下已无法继续保存。政府治丧委员会负责人捷尔仁斯基要求专家们设法将列宁遗体再保存一个短时间，以便让乘车和步行来莫斯科的群众向列宁遗体告别。专家们的答复是绝对不行：不论在何种条件下都难以保存。一个叫克拉辛的专家建议对列宁遗体实行冷冻，这个方案被否决了。接着从哈尔科夫请来了解剖学家沃罗比约夫教授，他长于应用解剖药物保藏法。起初他拒绝冒险，因为在当时，不仅他本人，而且所有苏联专家，都对全身防腐技术一无所知。但是勇气最终战胜了顾虑，沃罗比约夫同意与生化教授兹巴尔斯基一道试一试。

3月26日，两位专家带领助手开始工作，首先清除和止住遗体表面发生的变化：退掉色素斑，用福尔马林固着逐渐变软的组织等。接着进行防腐处理：将遗体浸泡在防腐剂溶液里，以取代细胞中的水相，使细胞本身，从而也使遗体组织保持其结构和弹性。防腐剂溶液还具有3个极重要的特性：一、阻碍细菌发育；二、止住细胞自溶；三、在一定温度和湿度下，溶液不蒸发，也不吸收空气中的水分。进行防腐处理时仅对列宁的眉毛稍加修整，给双手小部分皮肤化妆。列宁逝世前不久理过一次发，而他生前所有的照片都是蓄发的，为避免产生误解和疑问，不得不将他的短发颜色描深些。列宁逝世时身穿弗伦奇式军上认，在圆柱大厅和最初在陵墓停放时都原封未动。而这种服装列宁生前并不常穿，所以政府于60年代中期决定列宁遗体改着便服。

列宁遗体迄今已保存66年。在此期间，专家们定期用精密仪器对肤色、体形、凸出部位进行测定，证明全部符合标准，情况良好。一句话，可以长久保存下去。苏联每4年任命一个政府委员会，成员包括卫生部长、权威解剖学家、病理解剖学家和生物化学家，任务是对遗体全身进行检查并核对一切必要的数据。到目前为止，没有一届政府委员会发现过异常现象。此外，该委员会每隔5—10年从遗体取样化验，取下的部分体积极小，要用显微镜才能看到。然后将其制成标本，如不了解实情，任何专家都猜不到，摆在他面前的组织切片，竟取自保存了60多年的遗体。

列宁陵墓每星期一、五关闭。这两天从清晨起，小分队将遗体从棺内抬出，借助气溶胶将脸部和双手浸泡在防腐剂溶液里。此外，陵墓每一年半关闭一段较长时间，约45天。这段时间内，遗体全身要进行彻底的补充防腐处理，同时对陵墓全部工程技术系统采取预防措施。这套军工厂生产的结构相当复杂的设备，使陵墓内和棺材内常年保持恒温、恒湿，并可测定和记录遗体表面的温度。自陵墓建成以来，更换过几副棺材。现在的棺材是1974年更换的，由钢材、青铜、高纯度坚固玻璃制成。