В таком слове ударение следует ставить на слог с последней буквой О — обсерватОрию.
Спутник 57 передал возражение ученых звездолета прямо в обсервато́рию Совета.
— Иван Ефремов, Туманность Андромеды
Он недавно выстроил обсервато́рию на вершине горы Мунку-Сардык в Саянском хребте, на границе Монголии, чтобы воспользоваться чистотой и прозрачностью воздуха Восточной Сибири в течение долгих зим, изобилующих безоблачными днями и ночами.
— Владимир Обручев, Плутония. Земля Санникова
На их получение Труханов, вернувшийся в свою обсервато́рию на Мунку-Сардыке и живущий там отшельником, уже не надеется.
— Владимир Обручев, Плутония. Земля Санникова
Нарты будут сделаны в две недели, закупить прочее я успею в это же время и вместе с тем могу посещать обсервато́рию.
— Владимир Обручев, Плутония. Земля Санникова
Может быть, книга эта, которую я сейчас пишу, есть не что иное, как рассказ о том, как я все собирался попасть когда-либо в обсервато́рию.
— Юрий Олеша, Сборник "Три толстяка"