Ulusal bir gözlemevi kurulması ve bu gözlemevinin ülkemizdeki tüm gökbilimcilere hizmet vermesi fikri 1960'larda ilk kez İstanbul Üniversitesi'nden Prof. Dr. Nüzhet GÖKDOĞAN ve Ege Üniversitesi'nden Prof. Dr. Abdullah KIZILIRMAK tarafından gündeme getirilmeye başlanmıştı. Bu fikrin hemen destek bulmasından sonra ilk önemli adım, TÜBİTAK bünyesinde 1979 yılında "Uzay Bilimleri Araştırma Ünitesi" adı altında bir birimin kurulmasıyla atıldı. Bu ünite 1983'te "Ulusal Gözlemevi Yerseçimi Güdümlü Projesi" ne dönüştürülerek gökbilimcilerin uzun sürecek macerası başlamış oldu.
Ulusal bir gözlemevi kurulması konusundaki düşünceler 1983 yılında "Ulusal Gözlemevi Yerseçimi Güdümlü Projesi" haline dönüştüğü zaman artık yerseçimi çalışmaları resmen başlatılmış oluyordu. Ankara, İstanbul, Ege, Boğaziçi ve Orta Doğu Teknik Üniversitesi'ni temsil eden 7 araştırmacı projenin yürütücülüğünü üstlendi. Böylece uzun ve zorlu bir çalışma başlamış oldu.
Proje çerçevesinde ilk aşamada Türkiye genelinde 17 aday dağ belirlendi ve bunlardan aşağıda sıralanan 4 tanesinde eş zamanlı astronomik görüş ve meteorolojik gözlemler yapılmaya başlandı. Zor koşullar altında ve kısıtlı imkanlarla yapılan bu gözlemlere o yıllarda ülkemizdeki hemen hemen tüm gökbilimciler destek verdiler.
| Muğla, Kurdu : | 1612 m |
| İzmir, Ödemiş : | 2159 m. |
| Adıyaman, Nemrut : | 2206 m. |
| Antalya, Bakırlıtepe : | 2547 m. |
1991 yılında yeniden belirlenen TÜBİTAK Yönetimi DPT'ye sunulmak üzere TAD Başkanlığı'ndan 5 yıllık bir Ulusal Gözlemevi kuruluş projesi istedi. Hazırlanan proje 20 Temmuz 1991'de TÜBİTAK'a sunuldu. DPT'ye iletilen proje 1992-1996 yılları arasını kapsayan yaklaşık 7 Milyar TL bütçeli bir Ulusal Gözlemevi kuruluş projesi olarak başlamış oldu.
7-11 Eylül 1992 tarihlerinde İnönü Üniversitesi'nde yapılan 8. Ulusal Astronomi Toplantısı sırasında, bu projenin yürütücülüğüne Prof. Dr. Zeki Aslan'ın önerilmesine karar verildi. Zeki Aslan'ın hazırlayıp sunduğu, 1992 yılı için 541 milyon TL bütçeli, TBAG-DPT destekli bir yıllık proje, Ulusal Gözlemevi Kurulması adı altında 1 Ekim 1992'de yürürlüğe girdi.
Gözlemevi kuruluş çalışmaları belirli bir aşamaya geldiğinde TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi (TUG) Kuruluş ve İşletme Yönetmeliği olarak 17.07.1995 tarihli ve 22346 sayılı Resmi Gazete'de yayınlandı. Ardından 6 Ekim 1995 tarihinde de ilk müdürü olarak Prof. Dr. Zeki Aslan atandı.
2500 m yükseklikte modern bir araştırma merkezi kurmak hiç de kolay olmadı. Saklıkent'ten gözlemevine yol açılması, elektrik hattının döşenmesi, teleskop ve hizmet binalarının yapılması, gözlemevinde çalışacak teknik, idari ve araştırmacı personelinin oluşturulması gibi önemli aşamalar birer birer aşılarak 5 Eylül 1997 tarihinde dönemin Cumhurbaşkanı ve Başbakanı tarafından TUG'un resmi açılışı yapıldı.
TUG'un ilk teleskopu olan 40 cm çaplı T40 teleskopunda ilk ışık Ocak 1997'de, 150 cm çaplı RTT150 teleskopunda ise ilk ışık Eylül 2001'de alınarak gözlemevinde bilimsel gözlemler başlamış oldu.