Rozvoj astronómie a najmä kozmonautiky v druhej polovici 20. storočia inicioval zväčšujúci sa záujem verejnosti o problematiku vesmíru a jeho poznávania. Na území bývalého Československa boli pri závodných kluboch, domoch kultúry či na školách zakladané rozličné prírodovedné, astronomické aj tzv. svetonázorové krúžky. Tieto boli s rozličnou intenzitou niekedy ovplyvnené aj danou politickou mocou. Prevažná väčšina z nich však plnila svoje poslanie – šíriť medzi ľuďmi názor na svet (myslený ten vesmírny, všadeprítomný, obklopujúci nás), vysvetlený pomocou exaktných prírodných a humanitných vied.
Skupina astronomických nadšencov v Kysuckom Novom Meste dňa 7. mája 1976 založila astronomický krúžok pri Osvetovo-kultúrnom stredisku MsNV a Závode na výrobu ložísk (ZVL Kysucké Nové Mesto). Už pri jeho zakladaní bola snaha presadiť výstavbu ľudovej hvezdárne v Kysuckom Novom Meste. Jej hlavným iniciátorom bol Ing. Gustáv Škřivánek, ktorý pracoval ako technický námestník podniku ZVL. Na realizáciu tohto zámeru využil svoje technické a ekonomické pozície, v čom ho podporili aj členovia vtedajšieho astronomického krúžku. Z mnohých mien osôb, ktoré sa pričinili o realizáciu myšlienky, treba spomenúť aj vtedajšieho predsedu MsNV Martina Boželníka, ktorý presadil výstavbu účelovej budovy v Akcii „Z“ (schvaľovací protokol z 22. marca 1977). Žiadosť o vydanie stavebného povolenia bola podaná 14. 6. 1977 na odbor výstavby mestského úradu.
Prvé stavebné práce sa začali v 3. kvartáli roku 1977 a predpokladaný dátum dokončenia bol najneskôr do konca roku 1981. Už v roku 1977 bol objednaný ďalekohľad, ako aj objektív AS 200/3000 od firmy ZEISS Jena v NDR. Výroba ďalekohľadu a montáže (výrobcovia František Kozelský a Vilém Gajdušek) trvala približne dva roky. Stavebné povolenie bolo vydané 21. mája 1979.
Výstavba hvezdárne, predovšetkým kvôli značným finančným problémom, nebola dokončená v predpokladanom termíne (1981), preto sa začalo uvažovať aj o zastavení a zakonzervovaní stavby. Stavba hvezdárne bola nakoniec dokončená až v novembri 1984. Kolaudačné rozhodnutie bolo vydané 8. apríla 1986. V roku 1985 odbor kultúry okresného národného výboru z finančných dôvodov zamietol žiadosť o otvorenie a prevádzkovanie Ľudovej hvezdárne.
Na základe uznesenia pléna okresného národného výboru zo 20. decembra 1985, číslo 26/1985, bola s účinnosťou od 1. februára 1986 zriadená samostatná príspevková organizácia s celookresnou pôsobnosťou s názvom Ľudová hvezdáreň. Slávnostné otvorenie Okresnej ľudovej hvezdárne sa uskutočnilo 20. februára 1986 za prítomnosti riaditeľov viacerých hvezdární, škôl, kultúrnych organizácii atď.
Dňa 15. februára 1991 sa názov Okresná ľudová hvezdáreň mení na Hvezdáreň Kysucké Nové Mesto a preberajúcim orgánom sa stáva Ministerstvo kultúry SR. Vydaním zriaďovacej listiny Kysuckého kultúrneho centra z 30. mája 1995 č. MK 1532/1995 sa jej názov zmenil na „Kysucká hvezdáreň“.
Dňa 1. januára 1999 získava naspäť právnu subjektivitu a pôsobí ako samostatný právny subjekt. Od 1. apríla 2002 sa stáva organizáciou riadenou vyšším územným celkom – Žilinským samosprávnym krajom.
Od svojho začiatku sa hvezdáreň jasne profilovala ako „ľudová hvezdáreň“. Jej činnosť bola zameraná na popularizáciu astronómie a vedy všeobecne. Zámerom bolo aj začať s výrobou astronomických ďalekohľadov pre nadšencov v regióne. Od roku 1992 sa činnosť rozšírila o základné odborné astronomické pozorovania s výstupom výsledkov do medzinárodných koordinačných centier, a to najmä v oblasti vizuálnych pozorovaní Slnka, pozorovaní zákrytov hviezd Mesiacom, pozorovania medziplanetárnej hmoty, najmä komét a meteorov. S rozvojom ľudských zdrojov, príchodom nových profesionálnych pracovníkov sa rozširovala ponuka služieb pre návštevníkov v oblasti vzdelávania a kultúry, zdokonaľovali sa a rozširovali programy odborno-pozorovateľskej činnosti. Zlepšovala sa spolupráca s domácimi, ale aj zahraničnými odbornými inštitúciami.
V polovici 90. rokov minulého storočia začala hvezdáreň využívať zdroje viaczdrojového financovania. Rôzne projekty zo zdrojov Ministerstva kultúry, Ministerstva školstva, bánk a nadácií prispeli k zlepšeniu materiálneho i technického vybavenia, zabezpečili realizáciu podujatí pre talentovanú mládež aj dospelých. Pri Kysuckej hvezdárni dlhodobo pracujú dva astronomické krúžky – jeden pre deti základných škôl, druhý pre mládež a dospelých. Spolupráca s astronomickými a prírodovednými krúžkami prispela k tomu, že z ich radov vyrástli súčasní dobrovoľní spolupracovníci hvezdárne, ktorí výraznou mierou prispievajú k rozvoju inštitúcie vo viacerých oblastiach.
Od roku 2003 sa Kysucká hvezdáreň v Kysuckom Novom Meste pravidelne zapája do programov Európskej únie. Vďaka prostriedkom z rôznych programov a projektov sa činnosť mohla rozšíriť nielen v oblasti kultúry a vzdelávania (široká škála vzdelávacích aktivít pre deti a mládež, pre odborných pracovníkov vzdelávacích a kultúrnych inštitúcií), v oblasti odborno-pozorovateľských programov (prechod od vizuálnych pozorovaní k neosobným digitálnym, vznik nových programov), ale aj do oblasti cestovného ruchu a marketingu. Nastal rozvoj spolupráce najmä s rovnako profesijne zameranými inštitúciami z prihraničných regiónov Poľskej a Českej republiky, ale aj s medzinárodnými inštitúciami zabezpečujúcimi koordináciu odborných astronomických pozorovacích programov.
Vďaka aktivite pracovníkov Kysuckej hvezdárne v Kysuckom Novom Meste v rôznych oblastiach činnosti, predovšetkým v programovom období projektov Európskeho spoločenstva (INTERREG IIIA – 2004–2006; program Cezhraničnej spolupráce SR–ČR 2007–2013, Fond mikroprojektov), inštitúcia dosiahla najväčší rozvoj za celú svoju 27ročnú históriu. V porovnaní s rokom 2002 sa počet návštevníkov a účastníkov rôznych podujatí zvýšil takmer dvojnásobne. Zvýšila sa aj odborná úroveň zamestnancov, vzrástla kvalita odborno-pozorovateľských programov napojených na medzinárodné aj domáce koordinačné centrá.
Úspešne sa rozvíja spolupráca najmä s podobnými kultúrnymi a vzdelávacími inštitúciami v prihraničných oblastiach Českej a Poľskej republiky. Vďaka finančným prostriedkom EÚ sa uskutočnilo množstvo vzdelávacích podujatí, predovšetkým pre talentovanú mládež, pedagógov, ale aj pre zamestnancov hvezdární v prihraničných regiónoch. Prostredníctvom projektov boli získané materiálne i technické prostriedky a zlepšila sa infraštruktúra zariadenia, a to v hodnote približne 21 tisíc €. Na podporu marketingu, publicity a propagácie a predovšetkým vzdelávania bolo použitých 15 300 €.
Úspechy tak malej organizácie, akou je Kysucká hvezdáreň v Kysuckom Novom Meste, si všimol aj zriaďovateľ, Žilinský samosprávny kraj. Na základe vypracovaného plánu rozvoja a celkovej revitalizácie a prístavby hvezdárne boli uskutočnené stavebné úpravy a zateplenie v celkovej hodnote 53 tisíc €, rovnako sa zmodernizovali astronomické ďalekohľady a montáž v kupole zariadenia, a to v hodnote 75 tisíc €.
V ďalšom období sa organizácia prostredníctvom moderných programov a prostriedkov sústredí na rozvoj kultúry a vzdelávania nielen v oblasti astronómie, ale aj príbuzných prírodných a technických vied. Aby sa v očiach verejnosti udržalo dobré meno organizácie, bude inštitúcia pokračovať v rozvíjaní svojho pôsobenia v oblasti marketingu. Prostredníctvom poznávacieho cestovného ruchu sa chce sústrediť aj na individuálnych návštevníkov regiónu. Veľké očakávania vkladá do rozbehnutých odborno-pozorovateľských programov, ktoré sa v poslednom období modernizovali. Na ich zabezpečenie hvezdáreň využije svojich kmeňových zamestnancov, ale aj dobrovoľných spolupracovníkov.
Projekt Brána do vesmíru je ďalšou etapou rozvoja inštitúcie. Prostredníctvom projektu bude pre potreby návštevníkov dobudovaný a zmodernizovaný interiér zariadenia hvezdárne. V jej areáli bude vybudovaný geopark, na ďalšej časti pozemku bude inštalovaná „Cesta planét“. To všetko s cieľom vybudovať centrum vzdelávania a oddychu, ale rovnako aj so zámerom rozvinúť tzv. poznávací cestovný ruch. Hlavnou devízou projektu je ale pokračujúca vzájomná spolupráca v oblasti vzdelávania, vývoja a realizácie inovatívnych vzdelávacích programov pre rôzne skupiny návštevníkov hvezdární s projektovým partnerom Kysuckej hvezdárne – Hvězdárnou Valašské Meziříčí a so spolupracujúcimi kultúrnymi a vzdelávacími inštitúciami, občianskymi združeniami, záujmovými skupinami z obidvoch strán hranice.
Na základe uznesenia Zastupiteľstva ŽSK č.12/18 sa dňom 31. 12. 2012 zrušila Považská hvezdáreň v Žiline, Horný val č. 20, Žilina – bez likvidácie, zlúčením s Kysuckou hvezdárňou v Kysuckom Novom Meste, Dolinský potok 1278, Kysucké Nové Mesto.
Od 1. 1. 2013 sa názov Kysucká hvezdáreň v Kysuckom Novom Meste zmenil na Krajská hvezdáreň v Žiline. V rámci Krajskej hvezdárne pôsobia od 1. 1. 2013 odborné pracoviská: Kysucká hvezdáreň v Kysuckom Novom Meste, Pozorovateľňa na Malom diele v Žiline a priestory Makovického domu, spravovaného Krajským kultúrnym strediskom v Žiline.
Podľa dôvodovej správy, ktorá bola zastupiteľstvu predložená na schválenie, zrušenie Považskej hvezdárne v Žiline, bez likvidácie, zlúčením do Kysuckej hvezdárne v Kysuckom Novom Meste a zmena názvu a sídla na Krajskú hvezdáreň v Žiline je najlepším možným variantom riešenia súčasného stavu (Považskej) hvezdárne v Žiline ako kultúrneho a vzdelávacieho zariadenia. Zároveň sa vytvorí silná organizácia s krajskou pôsobnosťou, ktorá uspokojí potreby návštevníkov celého kraja a bude ďalej rozvíjať obidve hvezdárne. V poslednom desaťročí totiž nastala významná disproporcia v činnosti hvezdární Žilinského kraja.