Vũng Đục trước kia là một vùng nước xoáy sâu, nằm kẹp giữa dãy núi Bàn Cờ và núi Cạp Rùa. Từ thời pháp thuộc, để thuận tiện cho việc vận chuyển than về Pháp, thực dân Pháp đã cho xây dựng một con đường từ bến xe 52 ra Cảng Vũng Đục (chính là đường Vũng Đục ngày nay). Khi mưa xuống, nước mưa từ các dãy núi phía Tây dồn xuống tạo thành những dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm ra phía biển, trong đó có 01 dòng chảy ngầm chảy qua khai trường mỏ Mông Giăng, trên đường chảy, dòng nước ngấm vào bên trong vỉa than cháy (do các cuộc đấu tranh, chống phá của công nhân mỏ chống lại bọn chủ mỏ và thực dân Pháp tạo thành) tạo thành một dòng nước màu vàng suộm chảy ngầm theo con đường chở than chảy ra Vũng Đục. Vì vậy, những người công nhân khi đứng từ trên Mỏ Mông Giăng nhìn ra bờ biển phía Nam thì thấy nước biển tại Vũng Đục có màu vàng đục, trong khi các vùng biển khác nước rất trong xanh và cái tên Vũng Đục được hình thành từ đó.
Thời kỳ Pháp thuộc, những người ngư dân tại đây đã lập một ngôi đền nhỏ thờ Thánh Mẫu, Trần Triều...
Trong những năm 1946-1948, sau khi chiếm lại được khu mỏ Quảng Ninh, thực dân Pháp ra sức khủng bố, đàn áp phong trào cách mạng của nhân dân khu mỏ. Với chính sách “Dùng người Việt, trị người Việt” chúng thành lập tổ chức “Mật thám liên bang” là những tên tay sai, chỉ điểm để bắt những người dân yêu nước, những đoàn viên Công đoàn và Thanh niên cứu quốc tại các hầm mỏ, nhà máy, xí nghiệp, xóm thợ, dân phố... Vùng mỏ chìm trong không khí khủng bố đẫm máu, các cơ sở cách mạng bị tổn thất nặng nề, cảnh sát, mật thám ngày đêm rình mò, bắt bớ. Hơn 300 đảng viên, đoàn viên công đoàn, hàng trăm công nhân, nhân dân bị cầm tù, tra tấn.
Vụ khủng bố ở Vũng Đục vào cuối năm 1948 là cuộc khủng bố đẫm máu nhất, dã man nhất, hàng trăm người bị bắt, hàng chục người sau khi dùng mọi cực hình tra tấn, chúng dùng dây thép gai, xâu tay, cho vào bao tải, buộc đá, đêm đêm dùng thuyền chở ra ngoài Vũng Đục dìm xuống biển. Trong số họ có người là lãnh đạo cốt cán, có người là quần chúng yêu nước, một số người tuổi đời còn rất trẻ, đang ở độ tuổi đôi mươi tràn đầy sức sống. Tuy nhiên, sau sự kiện này, chẳng những phong trào cách mạng không bị dập tắt mà còn được thổi bùng lên mãnh liệt hơn trong lòng những người công nhân mỏ. Đến nay, 8 liệt sĩ đã được xác định rõ danh tính là Nguyễn Thị Tý, Phạm Thị Tỵ, Đoàn Thị Mão, Nguyễn Thị Bích, Trần Thị Thu, Phạm Thị Ngọ, Phạm Thị Xuyến, Trần Thị Nga. Cùng với 8 liệt sĩ kể trên còn hàng trăm chiến sĩ, thợ mỏ yêu nước khác hiện đang yên nghỉ dưới khu vực Vũng Đục mà chưa thể biết được danh tính, chưa thể tìm được hài cốt.
Để tưởng nhớ và ghi nhận sự dũng cảm của những công nhân mỏ ưu tú, đã chịu đựng những đòn tra tấn dã man và chấp nhận hi sinh để bảo vệ tổ chức Đảng, bảo vệ phong trào cách mạng. Nhân kỷ niệm ngày thành lập Đảng 3/2/1993, Đảng bộ và nhân dân thị xã (nay là thành phố) Cẩm Phả đã xây dựng đài tưởng niệm ngay dưới chân núi Bàn Cờ, bên cạnh nơi mà thực dân Pháp đã dìm các chiến sĩ xuống biển.
Bên cạnh đó, trong dãy núi Bàn Cờ còn có hệ thống hang động tự nhiên với các nhũ đá lung linh, huyền ảo.
Khu di tích được UBND tỉnh Quảng Ninh công nhận là di tích lịch sử cấp Tỉnh vào năm 1999 (tại Quyết định số 413/QĐ-UB ngày 27/02/1999).
Quần thể di tích Vũng Đục gồm Đền Vũng Đục, Đền thờ liệt sỹ, Đài tưởng niệm và các hang động tự nhiên.
* Đền Vũng Đục: được xây dựng từ thời Pháp do các thương thuyền và ngư dân lập nên để thờ Mẫu, thờ Phật và thờ Thánh.
* Hệ thống Hang động Vũng Đục: là hệ thống hang động tự nhiên nằm trong dãy núi Bàn Cờ gồm 5 hang động được liên kết với nhau: Động Thiên Đăng, Long Vân, Ngỡ Ngàng, Kim Quy, hang Dơi. Các hang động ở đây được hình thành cùng với lịch sử hình thành vịnh Hạ Long và Bái Tử Long (cách đây khoảng 150 triệu năm). Trong đó, có 02 động thuộc hệ thống Khu di tích Vũng Đục được UBND tỉnh công nhận năm 1999:
+ Động Long Vân: Hướng nhìn ra biển, có chiều dài 157m. Động được phân ra làm 02 nhánh bởi 01 khối thạch nhũ hình đầu rồng. Nhánh 01 dài 20m, có 01 động (động Bạch Tuyết). Nhánh 02 dài 137m gồm 9 động: Bụt Phật, Hoa Đá, Tháp Chuông, Thiên Đình, Đại Bàng,...
+ Động Thiên Đăng: Dài 24m, có 5 cửa Động thông nhau, trong đó có 02 cửa là đường ra, vào. Ở giữa hang có một không gian rộng và phẳng với nhiều thạch nhũ sống động, trên đỉnh hang là 01 chùm đèn đá treo lơ lửng, xung quanh có 03 luồng sáng chéo chiếu từ ngoài vào. Vì vậy người ta đặt tên Động là Động Thiên Đăng.
Để lên được các hang động du khách có thể đi từ cửa chính hoặc men theo sườn núi. Bên trong các hang động là các rèm đá rủ xuống, uốn lượn mềm mại, đặc biệt là lớp nhũ đá ánh bạc khá dày, khi các luồng ánh sáng chiếu từ phía bên ngoài vào càng tôn thêm vẻ đẹp lung linh, huyền ảo của hang động.
* Đền thờ các liệt sỹ Vũng Đục: Được xây dựng năm 2012, diện tích rộng khoảng 3.000m2 trên khuôn viên 11,5ha, gồm 3 gian 2 chái với thiết kế hình chữ đinh, khung bằng gỗ, tường gạch, cổng tam quan, có 2 nhà đối xứng hai bên là Tả vu và Hữu vu dành làm nơi sắp lễ, 2 nhà bia để ghi sự kiện các anh hùng liệt sĩ đã hy sinh trong các cuộc kháng chiến chống thực dân Pháp và công lao đóng góp công đức của các cá nhân.
* Đài tưởng niệm Vũng Đục: Được xây dựng vào năm 1993 để tưởng nhớ 30 chiến sỹ cách mạng (trong đó có 8 phụ nữ) đã bị giặc Pháp bắt và đưa ra Vũng Đục dìm chết trong thời kỳ kháng chiến chống Pháp. Đài tưởng niệm có diện tích 21m2, cao 20,4m so với mực nước biển. Đài tưởng niệm được ốp đá granit, mặt gắn những bức phù điêu. Đứng trên đài tưởng niệm Vũng Đục, du khách có thể phóng tầm mắt quan sát Vịnh Bái Tử Long xinh đẹp, tàu bè ra vào cảng Vũng Đục tấp nập.
Năm 2017, UBND Thành phố tiến hành lập dự án nâng cấp, cải tạo Đài tưởng niệm Vũng Đục.
Đài tưởng niệm là địa điểm tham quan của các trường học trên địa bàn nhằm giáo dục cho các thế hệ học sinh, sinh viên về truyền thống đấu tranh, tinh thần yêu nước của những người chiến sỹ cách mạng được ghi trong lịch sử Thành phố. Đây cũng là nơi các cấp ủy đảng, chính quyền Thành phố đến thắp hương tri ân các anh hừng liệt sỹ vào các ngày 27/7, dịp đầu xuân năm mới...