La part més antiga del rellotge és el mecanisme del quadrant astronòmic, que data de 1410, quan va ser construït pel rellotger Nicolau de Kadan[1] i per Jan Sindel, professor de matemàtiques i astronomia de la Universitat Carolina de Praga.

Successivament, al voltant de 1490, van ser afegits el calendari i les escultures gòtiques que decoren la façana. El rellotge es va aturar diverses vegades a partir del 1552, i va haver de ser reparat tantes vegades com fallades va tenir. La reparació de 1552 va ser realitzada per Jan Táborský, que va escriure un informe en el qual esmenta el mestre rellotger Hanus com a dissenyador del rellotge, cosa que es va demostrar que era falsa en el segle xx.

Al segle xvii es van afegir les estàtues mòbils dels laterals del quadrant astronòmic. Les estàtues de fusta dels apòstols van ser afegides durant la reparació de 1865-1866.

El rellotge va patir grans danys els dies 7 i 8 de maig de 1945, hores abans de la capitulació alemanya a Praga, que va ser forçada per l'avanç de l'Exèrcit Roig. Els soldats alemanys van dirigir els seus atacs de vehicles blindats i d'antiaeris a la Ciutat Vella de Praga en un esforç per silenciar la iniciativa emesa per la ràdio per part de la resistència txeca, iniciada el 5 de maig. L'Ajuntament i els edificis propers van ser incendiats, a més de les escultures de fusta del rellotge i l'esfera del calendari de Josef Mánes. Es va reparar la maquinària i els apòstols de fusta van ser restaurats per Vojtech Suchard, un famós constructor de titelles. El rellotge va tornar a funcionar a partir de 1948. L'actual rellotger, Otakar Zámecník, va realitzar una reparació general el 1994.

El rellotge de Praga és un dels nombrosos rellotges astronòmics que es van construir en els segles xiv i xv. Altres rellotges astronòmics van ser construïts a Norwich, Sant Albano, Wells, Lund, Estrasburg i Pàdua.