Музей создан в 2021 г. в составе Дирекции музеев КФУ на базе Астрономической обсерватории им. В.П. Энгельгардта Института физики КФУ.
История загородной обсерватории университета началась в 1897 г. Тогда известный астроном и общественный деятель В.П. Энгельгардт передал в дар Казанскому Императорскому университету уникальное астрономическое оборудование своей частной обсерватории в Дрездене. Большую роль в создании и развитии обсерватории сыграл астроном, профессор и ректор Казанского университета Д.И. Дубяго. 21 сентября 1901 г. состоялось торжественное открытие загородной Астрономической обсерватории университета. В 1903 г. обсерватории было присвоено имя В.П. Этгельгардта.
В главном здании обсерватории расположена музейная экспозиция, где посетители могут познакомиться с историей развития Казанской астрономической школы, увидеть солнечные часы, старинные и современные телескопы, узнать о проектах Казанского федерального университета в сфере астрономии сегодня.
23 июня 2013 г. с участием Президента Республики Татарстан на территории обсерватории был открыт Планетарий КФУ.
Семь объектов Астрономической обсерватории включены в государственный реестр недвижимых памятников градостроительства и архитектуры Республики Татарстан: главное здание «Обсерватория», административное здание, павильон телескоп Гелиометр, Южная мира – усыпальница и др.
В Астрономической обсерватории им. В.П. Энгельгардта проводятся: