Московский Планетарий является старейшим планетарием в России. Строительство его началось в день осеннего равноденствия 23 сентября 1928 года, и всего через год с небольшим, 5 ноября 1929 года, состоялось его торжественное открытие. Московский Планетарий стал тринадцатым планетарием во всем мире - до этого десять уже было открыто в Германии, один - в Австрии, и один - в Италии. Владимир Маяковский посвятил открытию Планетария стихотворение "Пролетарка, пролетарий, заходите в планетарий".

Главной задачей Планетария стала научно-просветительская деятельность. Помимо показов звездного неба под куполом Планетария стал читаться цикл лекций, и из года в год тематика лекций росла. Со временем здесь начинают проводить практические занятия по астрономии и географии, а также читать специальные циклы лекций, соответствующие школьной программе. В 1934 году в Планетарии открылся первый астрономический кружок, руководителем которого стал Виталий Алексеевич Шишаков, известный популяризатор астрономии. В 1939 году родилась мысль о строительстве обсерватории при Московском Планетарии, однако воплотить эту идею в жизнь удалось лишь после Великой Отечественной войны, в 1947 году.

В 30-е годы при Планетарии заседал Стратосферный комитет, работали инженерно-конструкторские курсы. Перед войной здесь стали проводиться спектакли, в которых активно использовались возможности аппарата "Планетарий", в том числе показывалось звездное небо. В стенах Планетария с 1960 года также проводились занятия по астронавигации для будущих космонавтов.

В 1994 году Планетарий был закрыт на капитальный ремонт. Открыли его лишь через 17 лет - 12 июня 2011 года. За эти годы Планетарий сильно изменился - были построены новые помещения, открылся интерактивный музей "Лунариум", в котором демонстрируются различные физические и астрономические законы и явления. Также появился музей Урании - классический музей, посвященный астрономии и названный в честь музы астрономии - Урании. Кроме того, воссоздана астрономическая площадка Парк Неба, открыта обсерватория. Сейчас Планетарий оснащен самым современным оптико-волоконным аппаратом "Универсариум М 9" производства фирмы Карл Цейсс Йена.

В обновленном Планетарии снова открылись астрономические кружки для школьников, возрождается цикл лекций "Трибуна ученого", проводятся разнообразные выставки. Вот уже два года подряд в сентябре в Планетарии проводятся бесплатные вечерние астрономические наблюдения, на которых любой желающий может наблюдать Луну, планеты и звезды как в телескоп обсерватории, так и в любительские телескопы, устанавливаемые на астрономической площадке.