Hrobka Dietrichsteinů bývala dříve kostelem, který však roku 1784 vyhořel. Stavba tak byla přestavěna na hrobku v níž je nyní uloženo 45 rakví a 3 urny s ostatky příslušníků rodu Dietrichsteinů. Exteriéry i interiéry prošly rekonstrukcí a dnes slouží také jako galerie.
Na místě dnešní hrobky původně stával kostel svaté Anny z první poloviny 17. století s napodobeninou Svaté chýše (Santa Casa) v italském Loretu, který byl ovšem značně poškozen požárem. (Jednalo se o vůbec první loretánský kostel v českých zemích). Na jihozápadní straně kostela byla vystavěna pohřební kaple Dietrichsteinů, počátkem 18. století získal dvouvěžové průčelí podle návrhu J. B. Fischera z Erlachu. Celou stavbu zasáhl zničující požár města v roce 1784 a teprve v polovině 19. století byl kostel přestavěn na hrobku rodiny Dietrichsteinů.
V hrobce je uloženo celkem 45 rakví s ostatky příslušníků rodu (z let 1617-1852), kteří sem byly přeneseni z prozatimního útočiště pod kostelem sv. Václava. Samotný zakladatel hrobky kníže František Josef Dietrichstein je pohřben ve Vídni, v hrobce je uloženo pouze jeho srdce.
V původní podobě zůstala hrobka až do počátku 90. let 20. století, kdy město přistoupilo k náročné rekonstrukci již poškozeného objektu. Byl zrestaurován kamenný plášť budovy i figurální výzdoba, stejně jako veškeré interiéry a prostor nádvoří s pomníkem Františka Josefa z Dietrichsteina s mramorovou sedící figurou knížete od Emanuela Maxe z roku 1859, původně vytvořený pro zámecký Sál předků. Po stranách pomníku jsou vytesány scény z působení F. J. z Dietrichsteina ve Valennciennes roku 1793.
Z čelní terasy je krásný výhled nejen na historické náměstí, ale i na celé okolí Mikulova. Tato památka se také může pochlubit původními varhanami.
Stálá expozice v Dietrichsteinské hrobce nese název Od Svaté chýše loretánské k hrobnímu kostelu Dietrichsteinů. Prostřednictvím informačních panelů se seznámíte s historií budovy a poznáte poutnickou minulost Mikulova. Výstavu doplňují hrobové nálezy, získané při antropologickém výzkumu, mobiliář, plastiky a obrazy, které byly ve sbírkách Regionálního muzea. Mezi rarity patří dámský hrobový oděv, patřící Karolíně Maxmiliáně Dietrichstein. Šaty, které pochází z 18. století, byly nalezeny přímo v hrobce.