1954年夏天，中國駐原民主德國大使館向外貿部反映，原民主德國的蔡司天象儀是普及教育的科學儀器，德國對華貿易逆差，建議購買天象儀作為外貿補償的壹部分。
隨後，這份文件被轉到中央文化委員會。同年9月，中央文化委員會決定籌建北京天文館，由中國科學院負責。
中科院從每年的建館經費中撥出200億元(人民幣改革前的舊貨幣)。
1957年，北京天文館正式對外開放。位於北京市西城區西直門外大街138號，占地20000平方米，建築面積26000平方米。它是中國第壹座大型天文館，也是亞洲大陸第壹座大型天文館。
天文館的建築師是張開基，內部裝修由吳作人、周等藝術家完成。
9月29日上午，在北京天文館開館儀式上，北京市副市長吳漢發表了賀詞。
1991年，由於老館超期服役，天文館的設備和建築都出現了不同程度的老化，北京天文館的改造提上了日程。
經過競標，幾個商業化方案中的壹個“將在原天文館內建造超高的現代化建築”，在當時引起了強烈的爭議。
建築師李淵等天文館元老和張開基明確表示反對。
1998年夏天，天文館因為決定拆除天文館的傳聞，迎來了壹場“告別熱”，天文館的參觀人數是平時的三四倍。
2000年9月8日，北京舊天文館終於避免了被拆除的命運，決定在保留舊館的前提下，由市裏投資2億元新建壹座，與舊樓相呼應。
2001 1 2月26日，北京天文館擴建工程正式開工，建築面積20000多平方米，是原天文館的近10倍。
同時，新館在功能上超越傳統天文館，擁有星空表演、動感電影等震撼視聽效果。
6月65438+2月65438+2004年2月，北京天文館新館(B館)對外開放，投資3億多元，歷時近三年建成。
2006年6月20日，北京天文館B館二期展覽重新對公眾開放。
展覽總面積約2000平方米，分布在B館壹、二層，設有行星、小天體、天文觀測等十余個展區。
數字宇宙影院新上映了壹部數字天空秀《神奇的宇宙》，電影的部分進程將由觀眾決定。
7月6日，位於北京天文館B館的“快樂探索宇宙天文展”正式對外開放，共15展區，除太陽區外的其他14展區全部首次推出。
165438+10月6日，老北京天文館(A館)改造工程開始，預計總投資6000萬元。除了更新天象儀、音響、投影儀等主要設備外，還將對整個建築的內外進行裝修，對供電、空調等系統進行改造。
2007年8月，A館整棟建築的硬件部分已經改造完畢，天文館走道兩側的窗戶變小了，座位數量從600個減少到500個，座位更加寬敞舒適。
開始更換的天文館是國外進口的，安裝了3000萬像素的全天投影系統。此外，還將增加激光表演和多聲道環繞立體聲。
2008年7月11日，A館重新開放。東西展廳共800平方米，分旋轉星空和奧運星空兩個展覽。前者是壹個長期展覽，有14個互動展覽，用於教參觀者認識星星，體驗太陽、地球和月亮的相互空間位置，並體驗從地面觀察。
科普人文展“奧運星空”將展示奧運歷史上重要時刻的星空地圖。
2009年5月22日，北京天文館分別在大興區第壹小學和大興區龐各莊鎮第二中心小學建立了“天文教育研究基地”和“天文觀測實踐基地”。天文館會派天文專家來指導學校的天文教育。
2010 65438+2月3日，北京天文館3D劇場經過半年多的數字化改造後重新開放。
2012年4月，由北京天文館和索尼中國共同建設的“索尼4D科普劇場”投入使用。
劇院位於B館二層，可容納200個座位。它的4D窗簾長33米，高6米。
六臺索尼4K投影儀用於在180度的圓形屏幕上放映具有立體效果的電影。
2013年5月4日，國家文物局公布了* * *博物館等6家博物館復評結果的通知。北京天文館因連續運行兩年被評定為“基本合格”，2013年度復評總分為781.4，低於國家壹級博物館800分的評分標準。
2014 65438+10月23日，中國大陸首個球形幕布立體空間劇場在北京天文館落成。
經過壹年的改造升級，北京天文館新建了前端投影設備和後端高性能服務器，並升級了劇場周邊的輔助設備。
影院采用索尼4K 3D產品技術，設置多臺4K模擬數字投影儀，利用超高清4K像素物理分辨率和LCOS技術的特點，實現超高亮度3D效果。
此外，采用德國光譜分色技術，實現了左右眼立體圖像的高分離，突破了球幕立體技術的瓶頸，達到了4000像素的物理分辨率。