台北市政府接受中山堂天文台管理人蔡章献的建议，决定将天文台迁建至风景优美的圆山饭店旁小丘顶上，土地为交通局所有。1960年开始动工，至1963年竣工启用，正式成立「台北市立天文台」，即一般所称的「圆山天文台」，共设有研究组及推广组两个单位。
圆山天文台落成开放後，除了对市民开放外还会不定期举办巡回教育、研习活动，是台湾许多天文爱好者的启蒙之地。不过，圆山天文台成立後，仍向省气象局借调蔡章献担任天文台管理人员，直至1969年，才正式任命蔡章献先生为第一任圆山天文台台长。
为推广教育需求，圆山天文台陆续扩建并增购仪器。1965年，圆山天文台安装西村16寸(41公分)反射式望远镜，为当时台湾境内最大的望远镜，也是日本国宝级的磨镜师木边成磨的作品。後又於1973年安装25公分折光赤道仪，天文台人员利用25公分望远镜进行太阳黑子、火星、变星、彗星、月掩星等观测工作，获致不少成就。目前41公分反光镜片、25公分折光镜片都仍保存於台北市立天文科学教育馆中。
为满足一般人认识星空的需求，圆山天文台於1978年再兴建天象馆，并於1980年7月落成启用，可演示星座与行星运动等，後来更开始自制星象节目，参观人数增至每年十多万人次。原中山堂天文台中的4寸折射镜也随之迁移至圆山天文台中。後来圆山天文台又陆续添购15公分折射望远镜、1983年建置太阳望远镜和8公分、10公分等小型望远镜数架，作为一般夜间观测教学使用，并在逢中秋、七夕等特殊节日，或日月食等特殊天象时，提供予民众观赏。
除了开放参观与观测工作外，圆山天文台於1988年出版第一本「天文年监」，内容包含历象表、日月行星位置、日月食预报、彗星与流星与预报、恒星与深太空天体资料等，提供台湾地区天文同好一个专业的年度预报资料，作为一年度的观测参考资料。另有天文通讯等刊物，成为普罗大众学习天文知识的重要来源。
圆山天文台台长蔡章献先生於民国八十年四月退休，由谢远明督学奉命代理台长；同年八月阮国全先生奉调接任新任台长、以及修编後之馆长，於九十二年一月退休，随即由王锦雄秘书代理馆长，同年六月二日市府派邱国光接任馆长至今。为因应民众日益增加的天文学习意愿，台北市立天文台後来於1996年迁移至士林基河路上，并改制为「台北市立天文科学教育馆」；旧圆山天文台因921地震後，建筑物为危楼，且必须将用地归还台北市政府交通局，故於2000年7月拆除，有着许多人美丽回忆的圆山天文台自此走入历史。
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英文关键字Taipei , telescope , solar eclipse