Fils de l'aéronaute et historien Charles Dollfus, premier conservateur du Musée de l'Aéronautique, il était né à Paris le 12 novembre 1924. Passionné par l'observation du ciel depuis 1932, il avait rejoint la Société Astronomique de France en 1941 et étudié les mathématiques et la physique. Il était entré en 1946 à l'Observatoire de Meudon comme astronome assistant. Disciple du spécialiste du Soleil Bernard Lyot, il lui succéda à la tête du Laboratoire de Physique du Système solaire. Il effectua la plupart de ses observations depuis l'observatoire du Pic du Midi de Bigorre, dans les Pyrénées, qu'il fréquentait depuis 1945. Sa méthode d'observation favorite était celle de la polarisation de la lumière mais il développa de nombreuses autres techniques.
En 1955, il détermina la nature du sol de Mars ; en 1966, il découvrit Janus, le dixième satellite de Saturne et, en 1979, l'anneau extérieur de Saturne ; la sonde soviétique Mars-5 lancée en juillet 1973 vers la planète rouge transporta notamment à son bord un polarimètre mis au point par ses soins… Il publia le résultat de ses recherches dans plus de 300 publications scientifiques et reçut de nombreuses distinctions internationales. L'astéroïde (2451) Dollfus découvert en 1980 a été nommé en son honneur.
Egalement aéronaute, effectuant son premier vol à l'âge de 7 ans, Audouin Dollfus reste aujourd'hui encore détenteur de plusieurs records mondiaux en ballon entre 1953 et 1955 : durée de vol, distance parcourue et altitude. Il fut le premier à effectuer des observations astronomiques en ballon stratosphérique entre 1951 et 1959. La nacelle qui lui servit le 22 avril 1959 pour des observations à 14 000 m d'altitude est exposée dans le hall de l'Espace du musée de l’Air et de l’Espace, au Bourget.
Adieu Audouin,
Pif
