20 กรกฎาคม 2547 คณะรัฐมนตรีมีมติอนุมัติให้กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเดิม) ดำเนินโครงการจัดตั้งสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติในรูปแบบองค์การมหาชน เพื่อรองรับนโยบายของรัฐบาลในการสนับสนุนการเพิ่มขีดความสามารถการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและนวัตกรรม ตลอดจนการสนับสนุนการสร้างความเข้มแข็งด้านการวิจัยวิทยาศาสตร์พื้นฐานและการสร้างสังคมการเรียนรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีให้แก่ประชาชนชาวไทย และนอกจากนี้ เพื่อเฉลิมฉลองในวาระสมโภช 200 ปี แห่งการพระราชสมภพพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว (รัชกาลที่ 4) พระบิดาแห่งวิทยาศาสตร์แห่งวิทยาศาสตร์ไทย พ.ศ. 2547 และเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช (รัชกาลที่ 9) พระบิดาแห่งเทคโนโลยีไทย ในวโรกาสทรงเจริญพระชนมายุ 80 พรรษา ปี พ.ศ. 2550

15 สิงหาคม 2549 สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติเข้าร่วมเป็นสมาชิกระดับประเทศ (National Membership) ของสหพันธ์ดาราศาสตร์นานาชาติ (International Astronomical Union)

22 ตุลาคม 2551 คณะรัฐมนตรีเห็นชอบร่างพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

27 ธันวาคม 2551 พระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร (รัชกาลที่ 9) ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าให้ตราพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) พ.ศ. 2551 ขึ้น และประกาศในพระราชกิจจานุเบกษา เล่ม 25 ตอนที่ 138 ก วันที่ 31 ธันวาคม 2551

วันที่ 1 มกราคม 2552 พระราชกฤษฎีกาจัดตั้งสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) มีผลใช้บังคับ ถือวันเป็นสถาปนา สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หน่วยงานดาราศาสตร์ของชาติ อย่างเป็นทางการ

• วิสัยทัศน์

เป็นองค์กรชั้นนำด้านดาราศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรม ที่ได้รับการยอมรับในระดับสากล