2001年4月25日 (農歷四月初三)，國家天文臺在京成立。
經有關部門批準，國家天文臺2001年4月25日在京成立，這標志著我國天文學發展進入一個里程碑式的新階段。
國家天文臺由分布于全國的八大天文臺、站與高等院校合建的四個天文和天體物理中心整合而成，主要任務是：統籌我國天文學科發展布局、大中型觀測設備運行和承擔國家級大科學工程建設項目；負責科研工作的宏觀協調和指導；優化資源和人才配置；與高等院校結合形成若干研究中心，充分發揮天文觀測、研究和學科交叉融合的優勢。
國家天文臺的成立，是落實黨中央、國務院有關中科院開展知識創新工程試點指示的重要組成部分，是3年知識創新工程中中科院天文口改革取得顯著進展的結果，是為實現我國天文學第二次創業的重大舉措。
“基礎研究必須要有世界眼光和科學戰略思維，不能滿足于在國內稱老大，一定要到國際上爭光，到國際前沿去拼搏，做出世界一流成果。”成立儀式上，中科院院長路甬祥對國家天文臺寄予厚望。
據悉，作為國家天文臺的籌備單位，1999年3月，中科院在各天文臺站的基礎上組建了國家天文觀測中心。中心成立2年來，選擇了9大領域作為主要目標，并將宇宙和恒星演化、太陽磁活動和日地空間環境、人造衛星精度定軌和空間地球動力學以及空間天文作為4大重點，取得初步成效。
據悉，北京天文臺融入國家天文臺，云南天文臺、烏魯木齊天文站、長春人造衛星觀測站并入天文臺，南京天文儀器中心轉制為科技型企業。紫金山天文臺、上海天文臺繼續保留法人資格，學術上受國家天文臺的宏觀協調和指導。