Su instalación fue autorizada por el Presidente Germán Riesco, convirtiéndose en la primera edificación en ocupar la cumbre del cerro San Cristóbal. La idea original fue instalar el telescopio en el país sólo por tres años, los exitosos resultados científicos obtenidos prolongaron las observaciones por otros veinticinco años. En 1928 la Universidad Católica de Chile lo recibió como una donación del político y profesor de la misma casa de estudios, Manuel Foster Recabarren. El principal objetivo del telescopio fue elaborar un catálogo de velocidades radiales de estrellas brillantes del hemisferio sur. Durante sus primeros años de operaciones, fue parte de los nueve telescopios más grandes del mundo por lo que sus hallazgos revistieron gran importancia histórica para el desarrollo no sólo de la astronomía nacional sino también mundial. Así, las observaciones realizadas desde el Observatorio Manuel Foster marcaron el inicio de la Astrofísica en Chile.

Los instrumentos científicos que conforman el observatorio fueron fabricados entre finales del siglo XIX y comienzos del XX. Su espejo primario tiene un diámetro de 93 cm y pesa 252 kg, mientras que el secundario mide 24,2 cm.

Desde 1982, el Observatorio Manuel Foster fue utilizado nuevamente para actividades de investigación, docencia y extensión. En 1986, se realizaron observaciones del cometa Halley para todo público y, un año después, de la supernova 1987a (la más cercana a la Tierra de los últimos tres siglos). El acelerado crecimiento de Santiago, así como el progresivo aumento del acceso a los grandes y modernos observatorios del Norte por parte de los astrónomos de la UC, disminuyeron la frecuencia de las observaciones en el Foster, el que dejó de operar nuevamente en 1995. El telescopio ha sido intervenido de manera mínima en el transcurso de los años y se encuentra en las mismas condiciones de hace más de un siglo, lo que lo convierte en un instrumento histórico único en Sudamérica.