Планетарий во Владимире открыли в апреле 1962 года, приурочив это событие к празднованию первой годовщины со дня первого полета человека в космос. Постройкой нового здания для астрономического заведения представители советской власти решили не заморачиваться, разместив планетарий в Николо-Кремлевской церкви. На местном химическом заводе из пластика соорудили сборный купол радиусом в четыре метра, приспособив его под куполом храма. В главном зале установили проекционный аппарат. Чуть позже в планетарий приобрели трансфокатор, позволяющий приближать или удалять картинку наблюдаемых небесных тел (комет, планет, спутников).
В 70-х годах прошлого века экспозицию планетария дополнила панорама взлета корабля «Энергия-Буран» и фрагмент метеорита. Постоянные обновления выставки продолжались до 1990-х годов.
В 2008 году городские власти Владимира решили построить для планетария новое современное здание на Большой Московской улице. Такая постройка уже в 2011 году была введена в эксплуатацию. Конструкционная особенность нового владимирского планетария позволяет демонстрировать на куполе здания круговую картину с мертвыми пейзажами Луны, загадочного Марса, льдами Северного полюса, непроходимыми джунглями Амазонки. Перевезли на новое место и диораму взлета корабля «Энергия-Буран».
