Katedra Astronomii powstała w 1816 roku w ramach tworzenia Wydziału Filozoficznego. Było to prawie dwa miesiące przed oficjalną inauguracją Królewskiego Uniwersytetu Warszawskiego. Kierowanie katedrą powierzono Franciszkowi Armińskiemu (1789-1848), który przez wiele lat był dyrektorem Obserwatorium Astronomicznego.
Projekt budynku obserwatorium był zmieniany kilkakrotnie i jest skutkiem prac trzech architektów (Christiana Piotra Aignera, Michała Kado i Hilarego Szpilowskiego) oraz wskazówek Franciszka Armińskiego. Budowa rozpoczęła się w połowie 1820 roku i po pięciu latach została ukończona. Budynek istniał w niezmienionym kształcie do 1870 roku, wtedy rozebrano zachodni pawilon obserwacyjny, a w to miejsce zbudowano większą kopułę.
W roku 1939 budynek szczęśliwie przetrwał. W roku 1940 Niemcy wywieźli najcenniejsze instrumenty obserwacyjne. W trakcie Powstania Warszawskiego w roku 1944 budynek ostrzelały niemieckie czołgi, a później podpaliły go oddziały SS. Spłonęło wtedy całe wyposażenie wraz z biblioteką i zbiorami muzealnymi. Gmach odbudowano po wojnie, przywracając mu pierwotny kształt oraz dostosowując wnętrza do współczesnych wymagań.
Zabytkowy budynek Obserwatorium Astronomicznego w Ogrodzie Botanicznym przy Alejach Ujazdowskich służy astronomom na Uniwersytecie Warszawskim także obecnie. Aktualnie Obserwatorium Astronomiczne jest instytutem w ramach Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.
—pap, Nauka w Polsce