Sở dĩ nổi tiếng là vì hồ nằm gần trường Võ bị quốc gia Đà Lạt (nay là Học viện Lục quân) và gắn liền với một thời hoàng kim của trường vào thập niên 1950, đầu thập niên 1960. Cứ ngày nghỉ, lễ, chủ nhật là gia đình của các học viên và người yêu kéo đến gặp nhau vui chơi ở đây. Và cho đến nay vẫn còn câu chuyện Thảo - Tâm cùng ngôi mộ của người con gái xấu số tên Thảo lạnh lẽo ở Đồi thông 2 mộ (từ ngoài vào phía tay trái khu du lịch).
Hồ Than Thở nằm trên đồi cao giữa một rừng thông tĩnh mịch. Cảnh vật quanh hồ nên thơ, mặt nước hồ luôn phẳng lặng trầm ngâm. Con đường đất ven hồ như mất hút xa xa. Tại đây dường như chỉ còn nghe vi vút tiếng gió nhẹ, tiếng thông reo như thở than, như nức nở. Có một đôi cây thông yêu nhau rất lạ ở phía bắc của hồ tạo thành một đôi “tình nhân” thông quấn quýt bên nhau không rời và du khách có thể đến đó chụp hình lưu niệm. Đồi thông ở hồ Than Thở dường như cũng đẹp hơn các nơi khác vì thông thưa hơn, cao đều hơn nên khi ánh nắng mặt trời rọi xuống ngả bóng trên thảm cỏ rất đẹp.
Xa xưa nữa, nơi đây gắn với câu chuyện tình của Hoàng Tùng và Mai Nương. Chuyện xảy ra vào thế kỷ 18, khi người anh hùng áo vải Nguyễn Huệ dấy binh đánh đuổi bọn xâm lược nhà Thanh, trai tráng khắp nơi hưởng ứng, trong đó có Hoàng Tùng. Trước khi chia tay, hai người rủ nhau ra bên bờ than thở hẹn thề. Chàng hẹn đến mùa xuân - khi Mai anh đào nở sẽ đem tin thắng trận trở về. Ở nhà, Mai Nương được tin Hoàng Tùng tử trận nên nàng đã quyết định gieo mình bên dòng suối tự trầm. Nhưng trớ trêu thay, đến giữa mùa xuân Hoàng Tùng thắng trận trở về, chàng vô cùng đau buồn khi biết người yêu đã chết. Mấy năm sau triều đại Tây Sơn sụp đổ, Gia Long trả thù những người có công với triều Tây Sơn nên Hoàng Tùng đã tự vẫn bên hồ để được hạnh phúc với người yêu nơi chín suối. Từ đó hồ có tên là Than Thở cho đến ngày nay.
