Brněnská hvězdárna byla otevřena 16. října 1954. Tehdy měla podobu dvou sedmimetrových kopulí s dalekohledy určenými k pozorování noční oblohy a slunce.
K první větší proměně došlo v roce 1959, kdy byla dostavěna budova s přednáškovým sálem, pozorovatelnou a projekčním planetáriem. Spojením hvězdárny a planetária došlo k vytvoření unikátní kombinace velmi specifických astronomických zařízení, která není ve světě příliš běžná. Zájem o astronomické pořady stále narůstal, proto bylo na začátku osmdesátých let 20. století rozhodnuto o rozšíření budovy, jejíž hlavní částí se stal sál velkého planetária. Budovu navrhl architekt Martin Rudiš z kanceláře Rudiš-Rudiš architekti. Budova byla vyhlášena jednou z pěti Staveb roku 2012 a nominována na Mies van der Rohe Awards 2013.