Во время проектирования главного здания университета (ныне "красный" корпус на Владимирской улице) в 1833 году Викентий Беретти собирался украсить его башней для астрономических наблюдений. Но астроном и математик Василий Федоров, назначенный тогда же на должность университетского преподавателя, объяснил, что так не делают. Все приборы должны стоять на отдельных собственных фундаментах, стены здания должны быть ориентированы точно по сторонам света, нужна особая конструкция крыши и т.д, то есть для обсерватории нужно строить отдельное помещение.
Эскиз проекта обсерватории в главном корпусе Университета св. Владимира
Беретти довольно быстро, уже в 1839 году, выполнил проект такого здания, но Федоров опять подверг его серьезной критике. Пока архитектор исправлял ошибки, Федоров, уже назначенный директором будущей обсерватории, нашел для нее место на незаселенном холме поблизости от нынешней Львовской площади. Этот холм с 1730-х годов окружали земляные насыпи — часть так называемых "миниховых валов", которые возвел вокруг Киева фельдмаршал Миних для защиты от возможного нападения турок. Перед строительством обсерватории насыпь снесли, но ее фрагмент до сих пор сохранился возле обсерваторского холма. И более того, это вполне может быть остатком более старого, еще древнекиевского укрепления. Очевидно, какие-то находки во время строительства побудили некоторых киевоведов того времени выдвинуть гипотезу, что гора, на которой стоит обсерватория — это упомянутая в летописи могила Олега, где почивает Вещий Олег, тогда как традиционно считалось, что он похоронен на Щекавице. С того времени и до сегодня ученые так и не достигли согласия в этом вопросе.
Первоначальный вариант чертежей обсерватории. 1840 год
В разгар строительства Викентий Беретти умер, и заканчивал здание его сын Александр. Вокруг посадили деревья, чтобы городская пыль и солнечный свет не мешали наблюдениям. Найти и установить необходимое оборудование Федорову помог его давний коллега, директор Пулковской обсерватории Василий Струве; он же обеспечил учреждение приличной научной библиотекой. Сын профессора Струве, Отто, установил точную долготу обсерватории, а сам Федоров с помощью сложных математических расчетов нашел ее широту. По современной координатной сетке это 2° 2' 1" восточной долготы и 50° 27' 12" северной широты, о чем и свидетельствует недавно установленная мемориальная доска на наблюдательном павильоне обсерватории. С легкой руки сотрудников обсерватории ее уже назвали "Киевским меридианом" по аналогии с Гринвичским. Находят даже какую-то закономерность в том, что точно по этому меридиану проложен Оболонский проспект, хотя, скорее всего, это просто совпадение.
Павильон рефрактора. 1896 год
Александру Беретти не удалось учесть все требования заказчика, поэтому уже через несколько лет обсерватория потребовала серьезной реконструкции. Ей занимались почти 70 лет все преемники Федорова на должности директора — Андрей Шидловский, Митрофан Хандриков и Роберт Фогель. В частности, была построена отдельная башня для телескопа-рефрактора, а оборудования накопилось столько, что с ним некому было работать. Это не удивительно, ведь лишь во время пребывания на посту директора (1901–1920) Фогеля, в 1913 году в штат обсерватории включили должность помощника — третью в списке после директора и сторожа.
Роберт Фогель
При советской власти штат и объем исследований увеличились во много раз; что же до "лишнего" оборудования, то оно, как и еще 20 000 экспонатов, сейчас демонстрируется в Музее астрономической обсерватории.
Научные сотрудники и студенты КГУ им. Т. Шевченко наблюдают за искусственным спутником Земли. 1958 год
В XXI веке киевские астрономы, хотя и косвенно, присоединились к проекту мирового масштаба. Целью космической станции "Розетта", разработанной для исследования комет, была выбрана комета 67Р, известная под собственным именем — комета Чурюмова-Герасименко. Комету в 1969 году сфотографировала киевская аспирантка Светлана Герасименко, а ее научный руководитель Клим Чурюмов распознал на снимке новый астрономический объект. В 2004 году открывателей кометы пригласили на старт "Розетты"; после 10-летнего полета станция достигла цели, впервые в истории науки вышла на кометную орбиту и два года вела невероятно ценные исследования с помощью спускного модуля.