O Observatório do Valongo descende do antigo Observatório Astronômico da Escola Politécnica, fundado em 1881, por Manuel Pereira Reis. Inicialmente, se localizava no Morro do Santo Antônio, no centro da cidade do Rio de Janeiro. Foi depois transferido para o Morro da Conceição, na década de 1920, devido a necessidades de urbanização da região central da cidade do Rio de Janeiro. Sua criação teve como função principal promover aulas práticas de Astronomia. Em 1910, chegou ao Brasil e foi instalado o telescópio refrator Cooke & Sons, comprado da Inglaterra, equipado para fotografia astronômica e medidas astrométricas, sendo à época o maior instrumento em funcionamento no país. Em 1957, Mário Ferreira Dias e Alércio Moreira Gomes, astrônomos do Observatório Nacional (ON), transferiram-se para o Valongo. Um ano mais tarde, receberam outro colega, também do ON, Luís Eduardo da Silva Machado. Os três astrônomos criam, em 1958, o Curso de Graduação em Astronomia da Faculdade Nacional de Filosofia (FNFi), no qual o Observatório do Valongo seria o sítio de aulas práticas. A partir de 2002, tornou-se uma unidade da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), comportando a sede do curso de graduação em Astronomia.