Le Morehead Planetarium a ouvert ses portes le 10 mai 1949 après dix-sept mois de construction. Premier planétarium du Sud, il était le sixième à être construit aux États-Unis. Conçu par les mêmes architectes qui ont planifié le Jefferson Memorial, le coût de sa construction, plus de 23 millions de dollars en dollars d’aujourd’hui, en a fait le bâtiment le plus cher jamais construit en Caroline du Nord à l’époque. Le Morehead Planetarium a été officiellement inauguré lors d’une cérémonie qui s’est tenue le 10 mai 1949.
Puisque Zeiss, la firme allemande qui produisait des projecteurs de planétarium, avait perdu la plupart de ses usines pendant la Seconde Guerre mondiale, il y avait très peu de projecteurs disponibles à l’époque. Morehead a dû se rendre en Suède, où il avait déjà servi en tant qu’ambassadeur américain, pour acheter un Zeiss modèle II qui devait servir de cœur au nouveau planétarium de Caroline du Nord.
Let There Be Light a été le premier spectacle du planétarium.
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De 1959 à 1975, chaque astronaute des programmes Mercury, Gemini, Apollo, Skylab et Apollo-Soyuz Test Project a passé des heures d’entraînement à la navigation céleste au planétarium. Les techniciens de Morehead ont développé des répliques simplifiées des modules de vol et des outils pour les utiliser lors de la formation, souvent en contreplaqué ou en carton. Une maquette simulant les parties clés de la capsule Gemini a été construite en contreplaqué et montée sur une chaise de coiffeur pour permettre des changements de tangage et de lacet. Plusieurs de ces objets sont exposés au planétarium. Cet entraînement a peut-être contribué à sauver la vie des astronautes à l’occasion. Les astronautes à bord d’Apollo 12 ont fait appel à cette formation après que leur fusée Saturn V a été frappée par la foudre à deux reprises pendant l’ascension, mettant hors service les systèmes du vaisseau spatial et les obligeant à configurer les systèmes de navigation sur la base de repères pris manuellement. Gordon Cooper a utilisé sa formation pour effectuer l’atterrissage le plus précis du projet Mercury après qu’une panne de courant ait affecté les systèmes de navigation. Les astronautes se régalaient de boissons gazeuses, de biscuits et d’autres en-cas pendant leur intense session d’entraînement de plusieurs heures, ce qui a conduit les employés du planétarium à créer le nom de code « cookie time » pour désigner les sessions d’entraînement. Occasionnellement, des rumeurs sur les sessions ont filtré et le célèbre créateur de vêtements et originaire de Chapel Hill, Alexander Julian, se souvient avoir rencontré des astronautes du Mercure lors d’une visite au planétarium alors qu’il était au collège.
Le premier astronaute à s’entraîner au Morehead, en mars 1964, était Neil Armstrong. Armstrong s’y est à nouveau rendu quelques mois seulement avant le lancement d’Apollo 11 en 1969, passant au total 20 jours à Morehead au cours de 11 sessions d’entraînement, plus que tout autre astronaute. Les astronautes ont commenté que le « grand dôme » était « très réaliste », qualifiant l’installation de « superbe ».
En tout, les astronautes qui se sont entraînés au planétarium étaient Buzz Aldrin, Joseph P. Allen, William Anders, Neil Armstrong, Charles Bassett, Alan Bean, Frank Borman, Vance D. Brand, John S. Bull, Scott Carpenter, Gerald P. Carr, Eugene Cernan, Roger B. Chaffee, Philip K. Chapman, Michael Collins, Pete Conrad, Gordon Cooper, Walter Cunningham, Charles Duke, Donn F. Eisele, Anthony W. England, Joe Engle, Ronald E. Evans, Theodore Freeman, Edward Givens, John Glenn, Richard F. Gordon Jr, Gus Grissom, Fred Haise, Karl Gordon Henize, James Irwin, Joseph P. Kerwin, William B. Lenoir, Don L. Lind, Anthony Llewellyn, Jack R. Lousma, Jim Lovell, Ken Mattingly, Bruce McCandless II, James McDivitt, Curt Michel, Edgar Mitchell, Story Musgrave, Brian O’Leary, Robert A. Parker, William R. Pogue, Stuart Roosa, Wally Schirra, Rusty Schweickart, David Scott, Elliot See, Alan Shepard, Deke Slayton, Thomas P. Stafford, Jack Swigert, William E. Thornton, Paul J. Weitz, Ed White, Clifton Williams, Alfred M. Worden et John Young.