Đầu thập niên 1960, người Liên Xô đã dẫn trước Hoa Kỳ khá xa trong cuộc đua lên vũ trụ. Họ đã phóng thành công Sputnik 1 (vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Trái đất) năm 1957, và sau đó đưa Yuri Gagarin (nhà du hành vũ trụ đầu tiên) vào không gian năm 1961.
Để kỷ niệm hai chiến thắng vĩ đại và thành tựu chinh phục không gian của đất nước, các nhà lãnh đạo Liên Xô quyết định phải xây dựng thứ gì đó thật lớn lao, kỳ vĩ. Trên thực tế, kế hoạch cho một đài kỷ niệm như vậy đã được khởi xướng từ 3 năm trước khi Yuri Gagarin cất cánh rời khỏi mặt đất.
Tháng 3/1958, chỉ 5 tháng sau vụ phóng Sputnik 1, nhà chức trách Liên Xô đã cho tổ chức một cuộc thi. Sau khi sàng lọc hơn 350 hồ sơ, ý tưởng thiết kế một tháp lớn mang hình dạng tàu con thoi đang bay lên không trung với phần đuôi là một vệt khói dài của nhà điêu khắc A.P. Faidysh-Krandievsky cùng hai kiến trúc sư A.N. Kolchin và M.O. Barshch đã được chọn. Tháp cao 110 m và nghiêng góc 77 ° về một phía, mặt ngoài được phủ một lớp titan giúp tăng độ bền, khả năng chịu lực và chống ăn mòn (nhiều kết cấu quan trọng của tàu vũ trụ cũng thường được làm từ hợp kim của titan).
Đài kỷ niệm được đặt ở phía Đông Bắc thủ đô Moscow, ngay bên ngoài lối vào chính của Trung tâm Triển lãm toàn Nga (All-Russia Exhibition Centre) – trước đây mang tên Triển lãm Thành tựu Kinh tế Quốc dân (Exhibition of Achievements of the National Economy), gần Prospekt Mira (Đại lộ Hòa bình). Lý do khiến địa điểm này được chọn bởi vì nó tiếp giáp với vùng ngoại ô Đông Bắc của Moscow, nơi có nhiều cơ sở vũ trụ của Liên Xô tại Podlipki (nay là thành phố Korolev). Lễ khánh thành được tổ chức đúng vào ngày 4/10/1964, nhân kỷ niệm 7 năm ngày phóng thành công Sputnik 1.
Ở phía trước đài là tượng Konstantin Tsiolkovsky – khoa học gia kiệt xuất của Liên Xô trong lĩnh vực tên lửa, người đi tiên phong phát triển các lý thuyết du hành vũ trụ. Cùng với Hermann Oberth (người Đức) và Robert H. Goddard (người Mỹ), Tsiolkovsky được cả thế giới xem là cha đẻ của ngành tên lửa học và du hành vũ trụ.
Dưới chân đài kỷ niệm, người ta khắc một bài thơ bằng tiếng Nga, tạm dịch:
“Những nỗ lực của chúng ta đã được tưởng thưởng,
Bằng chiến thắng trước bóng đêm và sự vô minh,
Nhờ đã rèn nên đôi cánh rực lửa,
Cho chúng ta,
Tổ quốc,
Và thời đại này.”
… cùng hàng chữ: “Công trình này được xây dựng để khẳng định thành tựu chinh phục không gian vĩ đại của nhân dân Xô viết” (1964).
Bên cạnh đó, nhà chức trách còn cho bày trí những bức phù điêu hai bên đài tưởng niệm – mô tả cảnh những người đàn ông và phụ nữ (khoa học gia, kỹ sư, công nhân, …) đang hăng say làm việc (dưới ánh dương soi sáng cùng sự dẫn lối của lý tưởng Lenin) và tạo ra đóng góp lớn lao vào chương trình không gian, bao gồm cả chú chó Laika (con vật đầu tiên bay lên vũ trụ). Điều đáng chú ý là không một lãnh đạo chính trị nào của Liên Xô thời ấy được tạc tượng hay vinh danh ở đây (phù hợp với chủ trương cấm tệ sùng bái cá nhân của Liên Xô thời hậu Stalin).
Trong số tượng bán thân của những nhân vật nắm giữ vai trò quan trọng đối với chương trình không gian của Liên Xô, phải kể đến Sergei Korolev – kỹ sư tên lửa và nhà thiết kế tàu vũ trụ đứng sau chuyến bay lịch sử của Yuri Gagarin; nhà khoa học Mstislav Kelydysh; kỹ sư Valentin Glushko; các phi hành gia Valentina Tereshkova, Pavel Belyaev, Aleksey Leonov, Vladimir Komarov, … và tất nhiên là cả Yuri Gagarin. Con đường này được đặt tên là Đại lộ Phi hành (Cosmonauts Alley). Bản thân Korolev cũng sống trong một căn hộ cách đài kỷ niệm chỉ vài dãy nhà – nay được giữ gìn và cải tạo thành Nhà tưởng niệm Korolev.
Bên cạnh các mô hình quả cầu vũ trụ, quả địa cầu và Thái dương hệ, người ta còn xây dựng một bảo tàng trong khu vực đài kỷ niệm – Bảo tàng Du hành vũ trụ (mở cửa lần đầu cho công chúng tham quan ngày 10/4/1981, trước 2 ngày nhân dịp kỷ niệm 20 năm chuyến bay của Gagarin), nơi hiện đang trưng bày rất nhiều hiện vật (lên tới 85.000) và mô hình tàu vũ trụ của Liên Xô lẫn nước Nga. Trong số này phải kể tới phi thuyền đưa Yuri Gagarin lên vũ trụ cùng bộ quần áo phi hành được thiết kế đặc biệt giành cho ông; xe tự hành thám hiểm Mặt trăng Lunokhod trong các sứ mệnh hồi thập niên 1970; mô hình tàu Soyuz 37 chở Gorbatko và Phạm Tuân trong chuyến bay lịch sử ngày 23/07/1980 (khiến Phạm Tuân trở thành người đầu tiên của châu Á bay vào vũ trụ), …
Du khách tới thăm quan nơi này sẽ có cơ hội được khám phá, mở mang kiến thức trong lĩnh vực thiên văn vũ trụ, không chỉ thông qua các hiện vật hay lời giới thiệu của hướng dẫn viên, mà còn được trải nghiệm những thước phim sống động về lịch sử du hành trong một phòng chiếu đặc biệt mang hình dạng tàu con thoi, hay chọn lấy cho mình các món quà lưu niệm gắn với chủ đề vũ trụ tại cửa hàng bên trong bảo tàng.