Майже одразу після завершення польсько-українських боїв за місто у 1918 році виникла ідея створити на Личаківському цвинтарі окрему ділянку для польських захисників Львова. Міська рада виділила для цього частину землі на схилі пагорба, і саме там вже в листопаді-грудні 1918 року розпочалося поховання полеглих. Кількість могил зростала, оскільки тіла ексгумували з могил, розкиданих по всьому місту. Влітку 1919 року єпископ В. Бандурський, суфраган Львівський, освятив місце майбутнього цвинтаря.

На початку 1920-х років первісний задум було змінено і вирішено, що споруджуваний цвинтар буде присвячений усім воїнам, які полягли в боях за східні прикордоння - як проти українців, так і проти росіян. Також було вирішено, що всі учасники цих боїв, які померли пізніше, будуть поховані на Цвинтарі захисників Львова. Таким чином, тут знайшли свій останній спочинок генерал Вацлав Івашкевич (саме під його командуванням польські війська витіснили українців з Львівщини та Південного пограниччя), генерал Тадеуш Розвадовський, генерал Ян Правдзік-Туллі та колишній командир оборони міста Чеслав Мончинський, який згодом став полковником. На цвинтарі також поховані його проектувальник, архітектор Рудольф Індрух, а також заступник мера Львова д-р Леонард Шталь і митрополит Львівський вірменського обряду архиєпископ Юзеф Теофіл Теодорович (у 1970-х роках його останки були таємно перенесені на Личаківський цвинтар - перепоховання на колишньому місці відбулося 24.червня 2011 року після багаторічних зусиль), о. Герард Шмид (його останки, як і архиєпископа Теодоровича, були таємно перенесені на Личаківський цвинтар, а в 2014 році перепоховані на цвинтарі в Орлонті).

У 1920 р. на цвинтарі встановлено пам'ятник на могилі 5 вояків, які загинули 17.08.1920 р. у бою з армією Будьонного під Задвір'ям, у 1923 р. на цвинтар перенесено останки захисників Львова, які загинули у Жешуві, а у 1928 р. - пам'ятник на могилі легіонерів, які загинули 15.02.1918 р. під Раранчею.

Збором коштів на будівництво некрополя займалося спеціально створене Товариство "Охорона могил польських героїв". У 1921 році було оголошено конкурс на комплексний проект цвинтаря. Переможцем стала робота Рудольфа Індруха (1892-1927), студента п'ятого курсу архітектури Львівської політехніки, який спроектував справжній національний пантеон, використавши природний нахил місцевості. На найвищій точці стояла каплиця, а під нею катакомби, поле з могилами і Арка Слави з концентрично спадаючими надгробками. Напис на Арці говорить: "Morturi sunt, ut liberi vivamus [Вони впали, щоб ми могли жити у свободі]".

Біля підніжжя арки стоять два кам'яні леви, які тримають щити з написами "Завжди вірні" і "Тобі Польско".
Роботи на цвинтарі проходили поетапно. Лише в жовтні 1932 р. катакомби були завершені, а Арка Слави, що складається з 12 колон, була урочисто відкрита в День Незалежності 11.11.1934 р. Під Аркою в братській могилі поховані 5 невідомих солдатів з поля бою під Персенківкою. На крилах катакомб були встановлені пам'ятники іноземним добровольцям (французам і американцям), які загинули в битві за Польщу проти більшовиків. У 1924 році каплицю було добудовано під керівництвом архітектора Казімєжа Вайса. На вівтарі каплиці стояла статуя Діви Марії з Дитятком Ісусом - скульптура, висічена відомою художницею Луною Дрекслеровною. Каплиця була освячена 28.09.1925 р. архієпископом Болеславом Твардовським.

На правому пілоні Арки Слави (якщо дивитися зсередини цвинтаря в бік Погулянки) викарбувані назви місць кривавих сутичок під час оборони міста: Вулька, школа Кадецька, Козельники, Персенківка, Цитадель-Пошта, Сад Костюшка, Залізничний вокзал, Гора страти, Жулкевичі, Замарстинів-Клепарів, казарми Бем, Центральний залізничний вокзал, школа Сенкевича, Кульпарків-Сокольники, Зимна Вода - Рженсна. На лівому пілоні викарбувані назви міст і сіл на сході Малопольщі, які відзначилися своєю боротьбою за повернення до Батьківщини: Винники, Пасєки-Зубжа, Бжуховіце, Гжибовіце Великі, Дубляни-Малехів, Зашкув-Куликів, Жултанці-Яричів, Лашки-Задворже, Куровіце-Міколаїв-Перемишляни, Ґологури-Злочув, Волкув-Чехова, Зборов-Олеїв, Заложці-Єзерна, Тарнополь-Збараж.

У 19125 році одну з безіменних могил на Цвинтарі захисників Львова було ексгумовано, а ексгумовані останки перенесено до Могили Невідомого солдата у Варшаві. Ексгумована могила спочатку була позначена дерев'яним хрестом з прикріпленою табличкою.
У 1925 році місце було вкрите плитою з пісковика за проектом Юзефа Стажинського.

У зв'язку з початком Другої світової війни не було розпочато будівництво в'їзної брами з боку Погулянки, яка мала бути увінчана скульптурою орла, що обіймає пташенят.
. До 31.08.1939 р. на Цвинтарі Орлят було поховано 2859 вояків, з яких майже 23% - молодь віком до 18 років (серед них 13-річний Антось Петрикевич, наймолодший в історії кавалер Хреста Virtuti Militari).
Після 1946 року, коли більшість поляків було виселено зі Львова, цвинтар поступово занепадав. На пам'ятниках писали образи, крали плити і статуї, а на могили скидали сміття. У 1971 році колонада була зруйнована бульдозерами, а могили зрівняні з землею. У 1975 році в осквернених катакомбах розмістили кам'яну майстерню з виготовлення надгробків. Північну частину цвинтаря, де у 1930-х роках ховали загиблих захисників Львова, відгородили стіною і проклали через неї вулицю. Кам'яні леви були перенесені на кути міста. Один стояв з боку Вінниці, а інший - у Парку культури на вулиці Дзержинського (колишня Пелчинська).

Символіка на щитах левів була змінена.
У 1989 році польська сторона розпочала переговори про визнання Цвинтаря захисників Львова історичним комплексом. Вони увінчалися успіхом у листопаді 1990 р. Ще раніше, у травні 1989 р., працівники польської компанії "Енергополь", що діяла в Україні, напівлегально розпочали роботи з прибирання цвинтаря. Велика заслуга в цьому належить Юзефу Борковському, тодішньому директору компанії.
У 1995 році було підписано міжурядову угоду про відновлення цвинтаря.

На жаль, українська сторона не дотримувалася домовленостей угоди, роботи на кладовищі були заблоковані.
До кінця 1990-х років, незважаючи на численні суперечки і заперечення з боку української влади Львова (наприклад, щодо змісту написів на пам'ятниках) і незважаючи на руйнування відреставрованих частин цвинтаря так званими невідомими зловмисниками, роботи з реконструкції цвинтаря були доведені до успішного завершення. Цю роботу координувала і фінансувала Рада з охорони пам'яті боротьби і мучеництва. Наприкінці 1997 року розпочалася ексгумація могил, розташованих під дорогою, збудованою радянською владою. Роботи проводила польська команда під керівництвом професора Анджея Кола. Ексгумовані останки солдатів були поховані у новозбудованих кварталах А і Б на кладовищі. Протягом кількох років тривали переговори Ради Фундації "Відкритий Діалог" з українською владою щодо відновлення пам'ятників французам і американцям, меморіальної дошки Невідомому солдату, символу меча на могилі загиблих на Персенківці та повернення на цвинтар скульптур левів.

24.06.2005 р. у присутності президентів Польщі та України - Александра Кваснєвського та Віктора Ющенка - відбулося урочисте освячення цвинтаря.
Наразі некрополь налічує 2256 могил. З 2017 року Фонд "Свобода і Демократія" здійснює постійний цілорічний догляд за цим кладовищем в рамках завдання, що субсидується програмою Міністерства культури і національної спадщини "Місця національної пам'яті за кордоном".