Die Geschichte beginnt schon im Jahre 1908, wo der Architekt Oscar Menzel einen Wettbewerb zum Bau eines Wasserturms in Winterhude gewann. Dieser wurde dann von 1912-1915 gebaut und im ersten Weltkrieg schon in Betrieb genommen. 1925 hatte der Wasserturm als solches ausgedient und wurde 1929 durch den Einbau eines Zeiss-Planetariums in eine neue Ära geschickt. Am 30.04.1930 wurde das Planetarium offiziell eröffnet. Zu Beginn des 2. Weltkrieges 1939 wurde auf dem Planetarium Flakbeobachtungsstationen aufgebaut und von Soldaten bezogen. Um seine ursprüngliche Form wurde das Gebäude gebracht, als 1944 neben dem Planetarium eine Luftmine explodierte und die Hauptleitung zerstörte. Bis zum Jahre 1975 wechselten einige Male die Leiter des Planetariums und so wurde in diesem Jahr Dr. Übelacker führender Leiter und schaffte es, durch Erweiterungen und Aufstocken des technischen Personals die Besucherzahl zu verdreifachen. 1983 gab es eine neue Kuppel, eine neue Belüftungsanlage und auch einen neuen Projektor: Der Modell-VI-Projektor, der zweite in der Geschichte des Planetariums, wurde angeschafft und arbeitete von 1983-2002. Im November 2000 wurde Dr. Übelacker durch Herrn Th. W. Kraupe abgelöst, unter dessen Leitung das Planetarium grundlegend umgestaltet und mit einer weltweit einzigartigen Multimediaanlge ausgestattet wurde.