В то время более половины планетариев нашей страны располагались в культовых сооружениях. Не стал исключением и Владимирский планетарий. Его было решено разместить в здании Николо-Кремлёвской церкви.
Проект реконструкции здания подготовили в Московском планетарии. В отличие от других планетариев того времени, размещенных в культовых сооружениях, архитектурно здание церкви вместе с колокольней осталось прежним. Сборный пластиковый купол диаметром 8 метров был заказан и изготовлен в кратчайшие сроки на Владимирском химическом заводе. В бывшей алтарной части храма установили кинопроектор. Между смотровым и проекционным окошком расположили пульт дистанционного управления проекционным аппаратом УП-4, установленным стационарно в центре зала.
Этот один из первых отечественных аппаратов «Планетарий» был изготовлен в экспериментально-механических мастерских Всесоюзного общества «Знание» при Московском планетарии. К 1980 году в стране было 50 таких аппаратов, а сегодня это, возможно, единственный действующий аппарат УП-4, который исправно работает больше 60 лет.
В течение последующих лет приобреталось и изготавливалось дополнительное оборудование. По основанию купола была установлена четырёхсменная круговая панорама, демонстрирующая ландшафты Луны и Марса, Северного полюса и тропических джунглей. Приобретён трансфокатор – он обеспечивает приближение и удаление какого-либо объекта (планет, Луны и пр.), изображение которого воспроизводится с помощью слайда.
С 1988 по 1994 год в учреждении прошла реконструкция. С этого времени здесь стала развиваться также выставочная и концертная деятельность: выступали владимирские артисты, музыканты из различных городов России и зарубежья, художники. Проводилось большое количество встреч – форум «Вместе к звёздам!», встречи с ветеранами Байконура и космонавтами и т. д.
К своему юбилею планетарий подготовил премьеры новых программ, планирует организовать разнообразные конкурсы и викторины.
20 марта, например, посетителей ждет «Семейный день» с театрализованными представлениями для самых маленьких, лекциями-сеансами и мастер-классами.