El Planetario de Bogotá se inauguró el lunes 22 de diciembre de 1969 con la presencia del presidente de la República, Carlos Lleras Restrepo, el alcalde mayor de Bogotá, Emilio Urrea Delgado, y personalidades de los sectores de la cultura, la ciencia y representantes diplomáticos. Sin embargo, la idea de construir en Bogotá un gran centro cultural con un planetario fue una idea del alcalde de Bogotá Virgilio Barco Vargas en 1966. Con el inicio de la Era del Espacio que trajo muchos cambios a la humanidad, también produjo el gran interés que se despertó entre el público por la astronomía, las ciencias y la exploración del universo. El momento culminante sucede cuando el 20 de julio de 1969 la misión Apolo 11 desciende en la Luna con los primeros seres humanos. Estos acontecimientos indujeron la construcción de planetarios de gran tamaño en muchos países, una herramienta inventada en Alemania, pero redescubierta en esa década como una forma ideal de satisfacer la nueva demanda del público por el conocimiento científico.

Para la ubicación del Planetario se escogió un lote entre la Plaza de Santamaría y el Parque de la Independencia, inicialmente destinado para la construcción del denominado Teatro Municipal. Dado el notable costo de inversión del proyecto, el escaso presupuesto de la ciudad, y el alto costo del dólar en la época, el alcalde realizó una alianza con la Federación de Cafeteros para efectuar un trueque de café por el sistema de proyección, pantalla y equipos con la firma Veb Carl Zeiss, de la ciudad de Jena, en la República Democrática Alemana, en esa época la mejor empresa en ofrecer la infraestructura y los equipos de proyección para planetarios de gran tamaño. La financiación total de la operación, incluyendo la construcción del Planetario fue realizada por Banco Cafetero con un costo de 15 millones de pesos

La firma de arquitectos-ingenieros Pizano, Pradilla, Caro y Restrepo, tuvo a su cargo la construcción del edificio. El montaje de los equipos fue realizado por personal especializado enviado por el fabricante con la colaboración de técnicos colombianos. En noviembre de 1969 se designa al ingeniero geógrafo Clemente Garavito Baraya como primer director del Planetario.

El Planetario de Bogotá es de gran tamaño, con un domo que alberga una pantalla de 23 mts de diámetro y 482 sillas en su aforo original. Además, en sus áreas anexas han funcionado alternativamente el Museo de Historia Natural, el Museo de Arte Moderno, la Cinemateca Distrital, la Galería Santafé, el Museo de Desarrollo Urbano y el Museo de Bogotá. En enero de 1971 el Planetario es adscrito a la Secretaría Distrital de Educación, donde permanece hasta 1978 para luego formar parte del Instituto Distrital de Cultura y Turismo, y en 2007, de la Secretaría de Cultura, Recreación y Deporte.

En 1998 se construyó un área para restaurante anexa al primer piso, una zona de terraza y una tienda de souvenirs. En 2009 se toma la decisión de modernizar el Planetario incluyendo la readecuación de sus espacios y un nuevo modelo de gestión. La gran novedad fue el diseño y montaje de un Museo del Espacio y la adecuación de áreas para atender las demandas de los escolares y la población en general por actividades pedagógicas y recreativas en la temática científica. En 2012 el Planetario de Bogotá es integrado como escenario al Instituto Distrital de las Artes, Idartes, y se reabre el 21 de marzo del 2013 con el nuevo sistema de gestión.