AURA-O inició sus actividades en Chile en 1961 con el apoyo de la Universidad de Chile, y poco después estableció el primer observatorio internacional importante en Chile en Cerro Tololo, ahora parte de NOIRLab. El observatorio opera un telescopio de 4,0 metros, que lleva el nombre del ex director Víctor Blanco, que fue el telescopio más grande del hemisferio sur desde su construcción en 1974 hasta 1998. En el período de 1995 a 1999, el telescopio Blanco en la cima del Cerro Tololo dirigió el camino en el descubrimiento del universo acelerado. Dos grupos independientes de astrónomos, liderados por Brian Schmidt y Saul Perlmutter, emplearon el telescopio Blanco para descubrir supernovas distantes, que fueron clave para medir la aceleración del universo y el descubrimiento de la energía oscura. Las instalaciones adicionales de AURA, incluidos otros telescopios NOIRLab en Chile y el Telescopio Espacial Hubble, fueron esenciales para este descubrimiento científico trascendental, que fue reconocido con el Premio Nobel de Física 2011.

En 2000, AURA inició las operaciones del telescopio Gemini-Sur de 8,1 metros, el gemelo del telescopio Gemini-Norte en Hawai’i, completando el Observatorio Gemini, financiado internacionalmente, gracias a sus actuales socios EE.UU., Canadá, Australia, Brasil, Argentina y Corea del Sur. Poco después, el Southern Astrophysical Research Telescope (SOAR) comenzó a operar, con socios como Brasil, la Universidad de Carolina del Norte y la Universidad Estatal de Michigan.