Astronomickým centrem českých zemí byla dlouho pražská hvězdárna, založená roku 1750 páterem Steplingem při jezuitské koleji v Klementinu. Velké město však s postupující modernizací a sílícím světelným smogem přestávalo být vhodným místem pro observatoř, a tak se Josef Frič – velký obdivovatel astronomie, který se svým bratrem Janem vyráběl vlastní hvězdářské a měřicí přístroje – na sklonku 19. století rozhodl postavit novou observatoř mimo Prahu.

V roce 1898 tedy Josef Frič za 900 zlatých koupil pozemek na kopci Manda u Ondřejova, aby tam vybudoval hvězdárnu. Stavba probíhala pozvolna, financována penězi, které Frič vydělával výrobou jemných přístrojů. Hvězdárna nejprve sídlila v dřevěné boudě na svahu Mandy a vlastní výstavba dnešní observatoře začala podle projektu architekta Josefa Fanty až v roce 1905.

Jako první byla postavena centrální budova, následně zahradníkův domek, studovna a také pozorovací domky po pravé a levé straně, vybavené astronomicko-geodetickými přístroji. Roku 1911 přibyla Západní kopule, věnovaná památce Fričova předčasně zesnulého bratra Jana, a o rok později Centrální kopule. V roce 1913 byla v ondřejovské hvězdárně zřízena první česká rádiová stanice pro příjem časových signálů.