První myšlenka na vybudování Lidové hvězdárny vznikla z podnětu Františka Sojáka a Bohumila Nábělka již v letech 1951 - 1952. Jako nejsnáze dostupný a nejvhodnější objekt pro umístění hvězdárny byl vybrán bývalý altánek v tzv. Růžové zahradě zámeckého parku. Řešení úpravy altánku pro hvězdárnu vypracoval architekt Matuška z Bystřice pod Hostýnem. Bohužel Státní památková správa zamítla adaptaci altánku, neboť předložený návrh značně narušoval dobový ráz a vzhled stavby.
Dne 11. října 1956 se uskutečnila v holešovském zámku ustavující, řádná členská schůze Astronomického kroužku. Byly projednány zásadní organizační záležitosti kroužku a bylo rozhodnuto, že kroužek bude pracovat při Okresním vlastivědném muzeu a Domě osvěty. V závěru schůze byla uspořádána přednáška "Mars a Měsíc" a za pomoci členů Krajské lidové hvězdárny ve Valašském Meziříčí byl pozorován Mars dvěma dalekohledy. Této akce se zúčastnilo 120 občanů z Holešova a okolí. Ve výhledovém plánu se počítalo s výstavbou hvězdárny a s doplněním přístroji a zařízením. Stavebně - technický plán hvězdárny vypracoval tehdejší hospodář kroužku, Miroslav Dynybyl. Předsedou kroužku byl od roku 1955 ředitel Okresního vlastivědného muzea profesor Josef Peška. Na základě všech doporučení od ostatních hvězdáren a předložení řádné dokumentace, vydal zástupce Státní památkové správy z Prahy, Milan Smýkal, povolení k provedení adaptace zámeckého altánku 16. září 1957.
Stavba hvězdárny byla zahájena 1. července 1957. Roku 1958 se začaly vyrábět dalekohledy. Hlavní dvojdalekohled navrhli a součástky dodali Č. Šiller, B. Hofark a V. Gajduška. Hvězdárna byla slavnostně otevřena a veřejnosti předána 25. října 1959, u příležitosti konání VII. Krajské astronomické konference v Holešově. Na stavbě a pomocných pracích se nejvíce podíleli: Miroslav Dynybyl, František Pavlas, Josef Janák, Matouš Kašpárek, Alfons Glos a také František Zaorálek. Hvězdárna definitivně zanikla v roce 1987 po odchodu posledního vedoucího a po rozpadu astronomického kroužku.
Až roku 2006 se daly věci zase do pohybu a téměř po 20 letech byla obnovena funkčnost kopule. Od poloviny roku 2009 je zrekonstruovaná hvězdárna součástí prohlídky městského památkového okruhu a spadá pod Městské Kulturní Středisko Holešov (MKS).