1957年10月4日，苏联成功发射第一颗人造地球卫星，为此中国科学院依据1957年12月11日签订的中苏两国科技合作协定,成立了我国人造卫星观测网络，1958年2月长春人造卫星观测站（简称长春人卫站）随之诞生。成立之初长春人卫站以目视光学观测为主，当时隶属于紫金山天文台，主要任务是跟踪观测原苏联发射的世界上第一颗人造地球卫星。

1974年因观测需要长春人卫站迁至长春市净月潭西山，继续开展光电观测工作。

2001年，经中央机构编制委员会批准，北京天文台、云南天文台、乌鲁木齐天文工作站、长春人造卫星观测站和南京天文光学技术研究所整合为国家天文台，中国科学院长春人造卫星观测站更名为中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站。