Pierwszym instrumentem astronomicznym był, ufundowany przez Fundację Carlsberga, Carlsberski Teleskop Południkowy, pełniący funkcję koła południkowego, który był wówczas najdokładniejszym instrumentem tego typu na świecie. Rozbudowa obserwatorium trwała aż do 1964 roku, a oprócz teleskopów i ich kopuł w jego skład ostatecznie weszły: budynek główny z biurami i warsztatami elektryczno-optycznymi, duży warsztat mechaniczny oraz pięć domów mieszkalnych.
Obserwatorium było wykorzystywane przede wszystkim do pomiarów astrometrycznych gwiazd oraz planetoid. W latach 80. odkryto tu około 100 planetoid, prawie wszystkie z nich odkrył Poul Jensen, niekiedy przy współudziale Karla Augustesena i Hansa Jørna Fogh Olsena. Pierwsza z odkrytych planetoid otrzymała nazwę (3309) Brorfelde na cześć obserwatorium, z okazji 40. rocznicy jego powołania.
W połowie lat 90. w obserwatorium działały cztery teleskopy: teleskop Schmidta zainstalowany w 1966 roku. Pierwsze jego zwierciadło miało średnicę 0,75 m, jednak sprawiało kłopoty i w pierwszej połowie lat 70. wymieniono je na lepsze o średnicy 0,77 m. dwa teleskopy Cassegraina o średnicy zwierciadeł 0,40 i 0,25 m stary teleskop południkowy.