纪念碑由17000块花岗石和汉白玉砌成，碑心石是最主要的大石料。按照设计方案，“人民英雄永垂不朽”8个大字要刻在一块长约15米、宽3米、厚约0.6米的整块碑心石上，是建碑中最主要的一块大石料。为了保证碑心石不折断，开采石料的毛坯厚度必须达到3米，这就意味着这块巨大的毛坯石料将重达300吨以上，是中国建筑史上极为罕见的完整花岗石。到哪里去开采如此巨大的石块?专家经过对全国各大山脉岩石情况分析考察，认为青岛崂山最西端山峰浮山大金顶上的石料石质均匀，而且耐风化，最后确定采用这里的石材。
为保证碑心石料的完整开采，有“石神”之称的老石工李开山被请到采石现场。李开山一听要求，不由得倒吸了一口凉气：300吨重的巨石，根本就不是几排钢楔子能搞定的!从1953年4月1日开始，工人们同时采用打槽的办法，从四边往下挖，到7月下旬，一块长15.3米、宽3.55米、厚2.1米，重达300多吨的碑心石料终于成功地从岩体上剥离下来。经过第一次加工，将石料上面做平，重量减为280吨。搬运下山时经转向、翻身，第二次加工后，石料长14.7米，宽2.92米，中间厚1.0米，两边厚0.8米，重量减为约103吨。
百吨石料从浮山运抵青岛火车站
运石突击队30公里路程走了34天
为把这块巨石顺利运到火车站，青岛市政府从全市抽调精干力量，组成运石突击队。从浮山到青岛火车站，30公里路程，运石队伍整整走了34天。在青岛车站，按照铁路运输的要求，对大石料进行了第三次加工，石料中间厚度缩减为87厘米，两端厚度减为79厘米，重量减为94吨。
从1953年10月6日下午5时起运，承载着百吨大石料的火车，以直线20公里/小时，弯道及进站10公里/小时的行驶速度开向北京。沿途曾经过3个道路狭窄的小村庄，需拆除民房5间，村民们听说是建纪念碑的石料通过，不等动员就把房屋拆除了。1953年10月13日，当时的北京前门西站鞭炮齐鸣，挂着专列牌子的火车载着这块碑心石缓缓驶进车站。10月16日，碑心石运抵天安门广场。经过雕琢加工，碑心石“瘦身”到了60吨。整块碑心石从开采到运输历时7个半月，先后有7000多名工人洒下了辛勤的汗水。
纪念碑建在何处曾众说纷纭有人主张建在前门楼子上
设计方案被旋转180度改成坐南朝北
关于纪念碑建在何处?当年也曾经过广泛的讨论。有人提出建在东单广场，有人提议建在中华门的位置上(也就是现在毛主席纪念堂的位置)，有人主张建在前门楼子上，还有人建议建在西郊八宝山……经过反复斟酌，中国人民政治协商会议决定将纪念碑设立在天安门广场。
不过，现在人民英雄纪念碑的位置其实并不是奠基时的位置，当年奠基石的实际位置要略微偏北一些。那时广场的空间较为局促和狭窄，但选择奠基石位置时并未顾及到整个广场的布局。待到深化设计时，才发现奠基的位置离天安门和国旗杆太近了。梁思成向彭真汇报：要不要向主席请示往南挪?彭真说主席那么忙，你们要怎么挪就怎么挪吧!于是，北京市规划局赵冬日深思熟虑后敲定纪念碑放在绒线胡同东部路口，也就是现在的位置。
按照中国的传统，碑祭性建筑的朝向几乎都是坐北朝南。人民英雄纪念碑最初的设计方案也是坐北朝南。为什么来了个180度大旋转?这是因为当年周恩来在审查纪念碑设计时提出，纪念碑应该面向天安门，面向人民的广场，并做出了一反传统的决定，人民英雄纪念碑遂成为中国惟一的坐南朝北的大型纪念碑。
