1963年3月28日竣工启用，但初期受限人力不开放民众参观。8月31日台湾省政府决议每週开放参观。1986年哈雷彗星的回归，在媒体的推波助揽下掀起了台湾地区的观星热潮。而圆山天文台规模过小，加上台北市人口急速增加，使圆山天文台不敷使用；加上后方的圆山大饭店和前方的中山高速公路兴建后造成的光害问题，遂有了迁建与扩建的计画。1993年于士林区基河路动工兴建天文科学教育馆，1996年天文台改制为台北市立天文科学教育馆，1997年2月4日举办开馆典礼，隔日正式开放第一期展区。7月20日展馆全面开放。其后圆山