11 января 1960 года приказом Главнокомандующего ВВС К. А. Вершинина была организована специальная воинская часть 26266, задачей которой была подготовка космонавтов. В последствии эта часть была преобразована в «Центр подготовки космонавтов ВВС». 7 октября 1965 года он был переименован в «Центр подготовки космонавтов», а в 1968 году получил имя Юрия Алексеевича Гагарина.
С течением времени появилась необходимость сочетать практическую подготовку космонавтов с научной работой. В связи с этим в 1969 году «Центр подготовки космонавтов им. Ю. А. Гагарина» был преобразован в «Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина» (сокращённо — ЦПК).
В 2009 году изменяется статус Звёздного городка, который перестает быть военной частью и становится гражданской организацией. Основной задачей ЦПК стала подготовка к полёту космонавтов и различная исследовательская работа в космосе. Многие тренажеры ЦПК — это уникальное оборудование, существующее лишь в единственном экземпляре.