2019年浙江大学物理学院（原物理系）先后引进了曹新伍和康熙教授，开始建设天文学科。2023年7月学校发文成立天文研究所，挂靠物理学院，由求是特聘教授康熙担任首任所长。截止2026年初，天文研究所教师人数10人，其中求是特聘教授3人，国家级青年人才4人。

天文所的主要研究方向主要为星系宇宙学、高能天体物理、系外行星和恒星形成、实验室天体物理。近年来在这些方面分别取得了一系列重要成果：康熙教授团队利用解析模型和数值模拟详细研究了星系的重子循环过程；Ogiya Go研究员团队通过高精度数值模拟，发现“星系碰撞形成暗物质缺失星系”这一机制面临缺陷，支持潮汐作用在暗物质缺失星系形成中的关键作用；岑人岳教授团队发现超大质量黑洞释放的巨型射电瓣对星系气体吸积的抑制作用主要通过外部的、全域性的方式实现；曹新伍教授及合作者首次揭示ADAF中磁场运输机制，为理解大尺度磁场形成提供关键证据，成功捕获MAD状态全过程，革新对黑洞极端吸积过程的认识；刘彬研究员团队发现在双黑洞+恒星三体中，长期轨道共振能产生极高恒星轨道椭率，这为探测旋近双黑洞提供了新方法。陈海研究员及其合作者完成了AMS实验切伦科夫探测器的在轨标定和物理重建，从宇宙线角度研究了锂元素问题。刘倍贝研究员团队首创“反弹迁移”模型，革新行星形成理论，破解太阳系早期演化谜题；杨海峰研究员团队首次限制尘埃细致径向标高分布，成功揭示环向偏振分布产生机制；陈平研究员团队首次发现包层剥离类超新星来自双星系统的观测证据，提出致密天体与伴星相互作用为超新星供能的新机制。矫金龙研究员团队开发出离子-韦伯不稳定性PIC模拟的新方法，相比传统方法降低2个量级的计算量。上述成果分别发表在Nature, Science, Science Advance, PNAS, PRL, ApJL等顶级期刊。

研究所成立以来主持了多项国家基金，包括国家自然科学基金优秀青年基金1项，海外优秀青年科学基金3项，面上基金4项，重点基金2项，重点研发课题及重大项目课题等，获批总经费超过2000万元。

研究所还拥有高性能异构计算平台星河超算（Silk River）, 具备2.1Pflops双精度浮点算力，总内存138TB,存储规模16PB，可以满足天文所师生使用。