Обсерватория была основана британской Ост-Индской компанией в поселении Ченнай, которое затем было переименовано в Мадрас. Основателем технической школы на базе которой и была создана обсерватория был en:Michael Topping. Более полувека это была единственная астрономическая обсерватория в Индии. В 1899 году обсерватория была переведена в статус метеорологической станции. Преемницей Мадрасской обсерватории стала Обсерватория Ваину Баппу.
В 1855 году W. S. Jacob сообщил об обнаружении возможной экзопланеты около 70 Змееносца в Мадрасской обсерватории — это был первое научное сообщение о внесолнечной планете. В дальнейшем было доказано, что это были ошибочные наблюдения. До открытия первый внесолнечной системы планет оставалось 137 лет (PSR 1257+12).