1869年汉口海关设立气象站，同年11月1日开始气象观测，现已有143年观测历史。后因战争经历了多次搬迁，1960年1月迁至现址东西湖区开展气象观测和行政办公。1985年12月在武汉市气象管理处的基础上成立武汉市气象局。现为武汉市市属局级单位。2009年底，武汉气象观测业务迁至东西湖区慈惠农场八向一队内。2017年11月，武汉市气象局获得中央精神文明建设指导委员会授予的“第五届全国文明单位”荣誉称号。