V posledním roce druhé světové války se v Olomouci vytvořila skupinka příznivců astronomie, která počátkem roku 1946 založila pobočku Československé astronomické společnosti. Předseda pobočky, středoškolský profesor Vladimír Petr, zaměřil svoje úsilí na vybudování hvězdárny. Vhodné místo pro její stavbu bylo nalezeno jihozápadně od Olomouce, nedaleko vesnice Slavonín a v září téhož roku byla stavba zahájena. Finanční prostředky získané od ministerstva školství pokrývaly pouze jednu dvanáctinu běžných stavebních nákladů, proto budování hvězdárny probíhalo velmi pomalu. Až během roku 1952 se podařilo dokončit hrubou stavbu a na budovu nainstalovat otáčivou kopuli o průměru 6,5 metru a odsouvací střechu malé pozorovatelny, nazývané „meteorka”. Na jaře 1954 byla stavba z valné části dokončena, avšak různé úpravy budovy a doplňování vnitřního zařízení trvaly mnoho dalších let.
První dalekohled, přenosný refraktor firmy Zeiss, měl průměr objektivu 80 mm, dalším byl rovněž Zeissův 110 mm refraktor, umístěný na paralaktické montáži v kopuli. V roce 1956 byla montáž s refraktorem přemístěna do malé pozorovatelny s novými přístroji, protuberančním dalekohledem o průměru objektivu 100 mm vyrobeným JUDr. Karlem Hermannem Otavským a 250 mm reflektorem typu Cassegrain-Nasmyth. Od roku 1959 byla v malé pozorovatelně instalována paralaktická montáž sestrojená Františkem Kozelským, na které byl umístěn protuberanční dalekohled, později také sluneční fotokomora a původní 110 mm Zeissův refraktor. V kopuli byla v letech 1956 až 1974 umístěna masivní vidlicová paralaktická montáž s 200 mm refraktorem a „velkou” Schmidtovou fotokomorou o průměru zrcadla 600 mm. Následující problémy s pokovením zrcadla vedly k výměně přístrojového vybavení s hvězdárnou a planetáriem v Hradci Králové za 150 mm refraktor Zeiss Coudé. Tento dalekohled pak sloužil hvězdárně až do jejího uzavření. Dalším velkým přístrojem byl heliostat. K fotografování byla používána „malá” Schmidtova fotokomora o průměru zrcadla 240 mm a dvě fotokomory s objektivy Trioplan. Optika Schmidtových fotokomor, 200 mm refraktoru, reflektoru Cassegrain-Nasmyth a heliostatu byla zhotovena Ing. Vilémem Gajduškem.
Hvězdárna byla pro veřejnost otevřena v dubnu 1954 a na podzim téhož roku byla převedena pod správu odboru kultury tehdejšího olomouckého Krajského národního výboru. V tomto období byl ředitelem hvězdárny profesor Vladimír Petr a jeho spolupracovníkem RNDr. Jan Luner. V následujícím roce se stal zaměstnancem Květoslav Vaněk. Po odchodu profesora Vladimíra Petra v roce 1957 se stal ředitelem hvězdárny RNDr. Jan Luner, povoláním meteorolog. Jeho zásluhou byla na lidových hvězdárnách v Československu postupně vybudována síť meteorologických stanic, jejichž hlavním koordinátorem byla sekce meteorologie působící při hvězdárně. V roce 1957 se dalším pracovníkem stal Karel Morav a po jeho odchodu v roce 1971 nastoupil RNDr. Jiří Pogoda. Po předčasné smrti RNDr. Jana Lunera v roce 1972 byl vedením hvězdárny pověřen Květoslav Vaněk. Pracovníci hvězdárny se zaměřili především na popularizaci astronomie, vedení astronomických kroužků, ale také pozorovali sluneční fotosféru, protuberance a zákryty hvězd Měsícem. Dále prováděli meteorologická měření a věnovali se rovněž astrofotografii.
V roce 1987 se stalo zřizovatelem hvězdárny (spolu s malou hvězdárnou v Lošově) Okresní kulturní středisko a v roce 1991 krátkou dobu Městské kulturní centrum. Koncem téhož roku se hvězdárny staly majetkem Univerzity Palackého a jejich správa byla svěřena katedře teoretické fyziky Přírodovědecké fakulty. Vedením obou olomouckých hvězdáren byl pověřen vedoucí katedry profesor RNDr. Vratislav Vyšín, CSc. Pracovníci hvězdárny se nadále věnovali tradiční popularizaci astronomie, pořádali přednášky pro školy a zajišťovali výuku vysokoškolského kurzu astronomie pro studenty Univerzity Palackého. Od roku 1993 spolupracovala hvězdárna jako základní klimatologická stanice s Českým hydrometeorologickým ústavem. Další budoucnost hvězdárny byla od roku 1993 nejistá, protože jedna z uvažovaných tras obchvatu města vedla přes její pozemek. Počítalo se s výstavbou hvězdárny nové. Nedodržení slibů a hlavně naprostý nezájem všech zodpovědných subjektů zapříčinil, že hvězdárna byla bez náhrady k 31. březnu 2000 uzavřena a předána Ředitelství silnic a dálnic České republiky k demolici, která proběhla v dubnu téhož roku.