สดร. มีบทบาทสำคัญในระดับนานาชาติที่ใช้ดาราศาสตร์เป็นเครื่องมือในการพัฒนาประเทศอย่างยั่งยืน สร้างความตระหนักและความตื่นตัวทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เปิดโลกการเรียนรู้ให้ประชาชนทุกเพศ ทุกวัยได้รับการยอมรับให้เป็นศูนย์ดาราศาสตร์เพื่อการพัฒนาในระดับนานาชาติ 2 ศูนย์ ได้แก่ International Training Center in Astronomy under the Auspices of UNESCO (ITCA) และ Southeast Asia - Regional Office of Astronomy for Development (SEAROAD)

ปัจจุบัน (ปี 2563) มีความร่วมมือกับหน่วยงานต่างๆ ทั้งในประเทศ และต่างประเทศ รวม 67 ฉบับ (ในประเทศ  33  ฉบับ และต่างประเทศ 34 ฉบับ)

ตัวอย่าง ความร่วมมือกับหน่วยงานต่างๆ ทั้งในประเทศ และต่างประเทศ เป็นดังนี้

•      Max Planck Institute for Radio Astronomy (Germany) ในการสร้างเครื่องรับสัญญาณวิทยุในช่วงคลื่น L-band และ K-band

•      Jodrell Bank Center for Astrophysics, University of Manchester (UK) ในการสร้าง Universal backend ซึ่งจะใช้ GPU เป็นตัวประมวลผลแทนแบบเดิม

•      Institut d’Optique Graduate School (France) ในการพัฒนาเครื่องมือขั้นสูงทางทัศนศาสตร์

•      National Astronomical Observatory of Japan (Japan) ในการทดสอบเพื่อการตรวจรับงานสร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุ

•      Polar Research Institute of China, Chinese Academy of Sciences (China) ในการวิจัยดาราศาสตร์ที่ขั้วโลกใต้

•      Centre for Astrophysics and Space Science (CASS), CSIRO (Australia) ในความร่วมมือด้านดาราศาสตร์วิทยุ