Budowę zrealizowała, według projektu Hansa Poelziga, firma Schlesische Beton Baugesellschaft pomiędzy sierpniem 1912 a lutym 1913. Na wewnętrznym dziedzińcu Pawilonu znajdowała się fontanna z rzeźbą projektu wrocławskiego rzeźbiarza, profesora Roberta Bednorza[2] przedstawiającą grecką boginię Atenę (nie zachowała się ona do dzisiejszych czasów).
W Pawilonie Czterech Kopuł w terminie od 20 maja do 26 października publiczność mogła zwiedzać wystawę historyczną. W 56 pomieszczeniach zaprezentowano historię wojen, bitew wraz ze zwycięską pod Lipskiem oraz ważnych postaci. W największej Kopule Północnej umieszczono część poświęconą historii Wrocławia podczas wojen napoleońskich wraz z oryginałem odezwy Fryderyka Wilhelma III z 1813 An Mein Volk (Do mojego ludu), która wzywała do walki z Napoleonem[1].
W 1929 roku odbyła się wystawa "Mieszkanie i Miejsce Pracy" pokazująca zasady projektowania miast i urbanistykę miast[1].
Okres po II wojnie światowej
Pawilon nie został zniszczony podczas działań wojennych[1].
Wystawa Ziem Odzyskanych
W 1948 roku w dniach 21 lipca – 31 października podczas Wystawy Ziem Odzyskanych umieszczono w nim wystawę historyczną, a poszczególne sale nosiły nazwy: Sala Zwycięstwa, Sala Zniszczeń, Sala Jedności Śląska, Sala Węgla. Wówczas przed pawilonem wzniesiono 106-metrową iglicę. Wystawę obejrzało 1 mln osób[1].
Planetarium
W maju 1951 roku dzięki inż. K. Czetyrbokowi – prezesowi Koła wrocławskiego Polskiego Towarzystwa Miłośników Astronomii i pracowników wrocławskiego obserwatorium z części znalezionych we wrocławskim obserwatorium zmontowano planetarium Zeissa. Umieszczono je w maju 1951 w jednej z kopuł Pawilonu i udostępniono publiczności. W 1953 przeniesiono do jednej z rotund Hali Ludowej[3].
W 2009 roku Pawilon przejęło Muzeum Narodowe we Wrocławiu[1]. W maju 2013 w obiekcie przeprowadzono generalny remont na jego potrzeby dzięki któremu uzyskano nowe powierzchnie wystawiennicze – ponad sześć tysięcy metrów kwadratowych z przeznaczeniem na ekspozycję sztuki współczesnej. W okalającym pawilon parku powstała plenerowa galeria rzeźby. Prace remontowe ukończono w czerwcu 2015 roku[4][5].
Od 25 czerwca 2016 roku w Pawilonie Czterech Kopuł działa Muzeum Sztuki Współczesnej – Oddział Muzeum Narodowego we Wrocławiu[6].
Pawilon Czterech Kopuł jest budynkiem jednokondygnacyjnym, bez podpiwniczenia. Ma on konstrukcję żelbetową. Wokół dziedzińca wewnętrznego umieszczono cztery skrzydła. Cztery kopuły umieszczono w części środkowej każdego ze skrzydeł. Wschodnia i zachodnia kopuła powstała na planie koła, a południowa i północna elipsy[8].
