1 نوامبر 1963، رصدخانه آرسیبو با بزرگ‌ترین تلسکوپ رادیویی ساخته‌شده به‌طور رسمی افتتاح شد.
به‌عنوان بخشی از برنامه دفاع موشکی، وزارت دفاع ایالات‌متحده به‌دنبال ابزاری برای شناسایی موشک‌های واردشده در حین حرکت از طریق یونوسفر بود.
تلسکوپ رادیویی آرسیبو به‌عنوان وسیله‌ای برای مطالعه یونوسفر زمین و شناسایی موشک‌ها تأمین شد. ساخت تلسکوپ و تأسیسات پشتیبانی آن در سپتامبر سال 1960 آغاز گردید و تلسکوپ تا سال 1963 عملیاتی شد.
مالکیت رصدخانه در 1 اکتبر 1969 از وزارت دفاع به بنیاد ملی علوم منتقل شد. آرسیبو برای مدت زیادی تحت مدیریت عملکردی دانشگاه کرنل بود. بخشی از بودجه آن نیز توسط ناسا پشتیبانی می‌شد.
آسیب واردشده به تلسکوپ ناشی از طوفان ماریا در سال 2017 باعث شد بنیاد ملی علوم مجدداً احتمال از کار انداختن رصدخانه را درنظر بگیرد، زیرا هزینه‌های نگهداری آن بسیار زیاد شده بود.
پس از خرابی کابل کمکی و اصلی تلسکوپ در ماه آگوست و نوامبر 2020، بنیاد ملی علوم اعلام کرد که تلسکوپ را از طریق تخریب کنترل‌شده از رده خارج می‌کند، اما سایر تأسیسات رصدخانه در آینده فعال خواهند بود. تلسکوپ قبل از انجام یک تخریب کنترل‌شده سقوط کرد.
در سال 2022، بنیاد ملی علوم دوباره تصمیم خود را تغییر داد: تلسکوپ بازسازی نخواهد شد و یک مرکز آموزشی در این سایت ایجاد می‌شود.
تلسکوپ رصدخانه آرسیبو به مدت 53 سال بزرگ‌ترین تلسکوپ تک‌روزنه جهان بود. تا اینکه در ژوئیه 2016، تلسکوپ تیان‌یان در چین از آن پیشی گرفت. این تلسکوپ برای نجوم راداری و نجوم رادیویی مورد استفاده قرار گرفت و بخشی از برنامه جستجو برای هوش فرازمینی بود.
این رصدخانه همچنین برای شناسایی اجرام آسمانی عجیب در فاصله دور مانند تپ‌اخترها مورد استفاده قرار می‌گرفت. ناسا نیز از آن برای شناسایی اجرام منظومه‌شمسی مانند دنباله‌دارها و سیارک‌هایی که به زمین نزدیک می‌شوند، استفاده می‌کرد.
در سال 1974، این رادیو تلسکوپ پیغامی به خوشه ستاره‌ای کروی مسیه 13 ارسال کرد. اما هدف از این کار تلاش واقعی برای برقراری تماس با نوعی از حیات هوشمند یا فرازمینی‌ها نبود، بلکه تنها نمایشی از دستاوردهای تکنولوژی بشر بود.
