През 50-те и 60-те години на миналия век човечеството бележи огромни успехи в овладяването на космоса. Всяка стъпка е първа – първи спътник, първи човек в космоса, първо прилуняване на астронавти… Еуфорията е голяма, интересът към астрономията – засилен. В това време в Димитровград се заражда идеята в новостроящия се парк „Н.Й.Вапцаров” да се построи и планетариум. С реализирането на този проект се заема архитект Милко Миланов, като началото е поставено през месец май 1959 година. На площ от 8 декара са построени две сгради – тази на планетариума и на картинна галерия.
Пред централната сграда е поставен паметник на италианския философ Джордано Бруно, чието име ще носи целият комплекс. Негов автор е скулпторът Марин Узунов. Трудът по изграждане на планетариума е доброволен, а финансовата помощ идва от Химическия комбинат – Димитровград. Трудности съпътстват реализирането на проекта. Вноса на апаратурата, която трябва да се монтира в планетариума, не се осъществява и архитект Миланов се заема с проектиране и конструиране на самият апарат – планетариум, а заедно с учителя Владимир Харалампиев изработват и телескоп система „Нютон” с диаметър 20 сантиметра. През пролетта на 1962 година монтажа е завършен и на 24 май става тържественото му откриване. Планетариумът е първият в България, а астрономическата обсерватория – втора в страната. Една година по-рано е открита НАО в град Стара Загора.
По време на строежа на планетариума, една случайна среща на архитект Миланов с професор Христосков от Института по сеизмология към БАН, довежда до поставянето на сеизмограф под звездната зала на планетариума, което бележи началото на втората сеизмична станция в България.
През 1966 година е построен павилион с два подвижни покрива за наблюдения с телескопи. Отново с решаващата финансова помощ на Химкомбината в Димитровград започва съвременното преоборудване на комплекса. През 1972 година е демонтиран стария планетариум на архитект Миланов и на негово място е поставен малък „Цайс” – планетариум. Обсерваторията е оборудвана с нови неголеми, но модерни за времето си телескопи.
От 29 май до 2 юни 1977 година в НАОП „Джордано Бруно” се провежда осмата Национална седмица по астрономия и астронавтика, която съвпада с 15 годишнината от откриването му.
За 20 годишнината планетариума е удостоен от Изпълнителния комитет на Димитровград с почетния знак на града втора степен.
През 1987 година домакин на 14-та Национална седмица по астрономия и астронавтика отново е НАОП „Джордано Бруно”. Този път това мероприятие съвпада с 25 години от основаването му. По този повод планетариума е удостоен с почетен знак първа степен на Димитровград.
С указ № 1675 на Държавният съвет на НР България от 20 май 1987 г. НАОП „Джордано Бруно” е удостоен с орден „Кирил и Методий” – трета степен.
През 2008 г., гр. Димитровград е домакин на XI Национална олимпиада по астрономия.
През 2009 г. във връзка с Международната година на астрономията, община Димитровград извършва основен ремонт на сградата на обсерваторията, в която се провеждат учебните занятия.
През 2012г. по случай 50- та годишнина от откриването на Народна астрономическа обсерватория и планетариум „Джордано Бруно” се проведе VII Национална научна конференция на Съюза на астрономите в България.
През 2014г.гр. Димитровград беше домакин на XVII Национална олимпиада по астрономия.