11 sierpnia 1944 Niemcy wyprowadzili pozostałych w obserwatorium pracowników i ich rodziny do obozu przejściowego w Pruszkowie. W kilka dni później Niemcy podpalili budynek obserwatorium. Spłonęło całe wnętrze budynku, jego wyposażenie, zbiory, instrumenty obserwacyjne o muzealnej wartości, a także biblioteka z cennymi inkunabułami pochodzącymi z XVI i XVII wieku. Pożar przetrwał 10-cm fragment meteorytu Łowicz.
2 lutego 1945 odtworzono obserwatorium w Krakowie, a parę miesięcy później nadano mu nazwę „Pracownie Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego w Krakowie” i ta nazwa utrzymała się do 1950. Od 24 marca 1947 do 23 grudnia 1949 astronomowie korzystali z tymczasowej Stacji Obserwacyjnej w Przegorzałach (obecnie część Krakowa). Budynek w Warszawie został zrekonstruowany w latach 1947–1949 pod kierunkiem architekta Jana Dąbrowskiego. Przywrócono zewnętrzny kształt budynku z 1824. Pod koniec lat czterdziestych i na początku pięćdziesiątych zagospodarowano teren w miejscowości Ostrowik na stację obserwacyjną. Kopuły obserwacyjne w budynku w Alejach Ujazdowskich nie są obecnie używane do swoich pierwotnych celów, a pełnią jedynie funkcję dekoracyjną.