L'Osservatorio fu fondato su iniziativa privata di Michele Stefano de Rossi nel 1874.

Stimolato dalle esperienze di Timoteo Bertelli con il suo tromometro, nel luglio del 1874 de Rossi installò due pendoli, il primo, con peso di 100 grammi, nel villino estivo e il secondo, lungo 1,20 m. con peso di 18 grammi, all’interno di un cunicolo scavato nella roccia. Successivamente installò nella grotta artificiale, adibita a stazione tromometrica, un tromometro normale, un tromometro grande lungo 3,30 m. e cinque pendoli sismometrici di diverse lunghezze sperimentando numerose configurazioni pendolari. Tutti gli strumenti erano installati direttamente sulla roccia affiorante.

Già nel febbraio 1875 pubblicò i risultati di circa 7.500 osservazioni effettuate a Rocca di Papa. De Rossi sperimentò ed utilizzò in questo osservatorio geodinamico numerosi strumenti da lui stesso concepiti e realizzati come il protosismografo, il microsismografo, l’autosismografo, masse pendolari calamitate e il microfono sismico per lo studio dei suoni sismici e microsismici. Nel 1882 de Rossi si trasferì presso la sede del Comitato Geologico a Roma, dove venne inaugurato l’Osservatorio ed Archivio Centrale Geodinamico, di cui lo studioso fu nominato direttore.