Z okazji 50. rocznicy założenia obserwatorium utworzono w nim laboratorium astrofizyczne oraz zainstalowano największy – w owym czasie – 76-centymetrowy teleskop. Badania astrofizyczne prowadził przeniesiony z moskiewskiego obserwatorium Aristarch Biełopolski, ekspert spektroskopii gwiazd i badacz Słońca.
Obserwatorium pułkowskie pełniło bardzo ważną rolę w badaniach geografii Rosji. Było ono kluczowym obiektem w całej serii prac geodezyjnych prowadzonych w XIX wieku w Rosji i środkowej Europie np. stworzenie tzw. Południka Struvego czy triangulacji Spitsbergena. Dlatego też na rosyjskich mapach z XIX i początków XX w. jako południk zerowy stosowano południk przechodzący przez Pułkowo (30° 19' 38,7" na wschód od Greenwich). Moskiewski Prospekt w Sankt Petersburgu leży dokładnie na linii południka Pułkowo. Południk ten był też używany za punkt odniesienia przez rosyjskie statki do 1884.
W celu obserwacji gwiazd położonych bliżej południowego bieguna nieba utworzono dwie filie obserwatorium pułkowskiego – jedną na Krymie, drugą w Mikołajowie.
Po rewolucji październikowej obserwatorium nadal pełniło swoje funkcje i uzupełniało wyposażenie.