鞍部氣象站創設於1937年11月，初期原為支援大屯山出張所(大屯山頂氣象觀測站)之重要前進基地，開始氣象觀測之際，是以航空氣象觀測為其主要業務。由於1936年臺北、那霸、福岡間民間航空開始營運，飛機由日本沿九州南面島嶼南下，經那霸西南西方向進入臺灣之富貴角再直飛松山機場，大屯山介於富貴角與淡水河口間，為要衝點自成飛航指標，以目視飛航安全需要，爰創立大屯山出張所，分布於大屯山頂(海拔高度約1000公尺，1937年7月成立)、大屯山鞍部(海拔高度約800公尺，1937年11月成立)、與竹子湖(海拔高度約600公尺，1937年4月成立)三處，由當時之臺北觀測所管轄(臺北所於1938年升格為臺灣總督府氣象臺)。因需實際運作提供航路標示服務，當時臺北觀測所西村所長並直接指派橋本梅治於大屯山頂觀測所裝設航空燈臺(架設於風力塔上)。

　　1945年二戰結束，翌年1月臺灣省氣象局代表與臺灣總督府氣象臺臺長西村氏到站接收，氣象局與民航局分別依職權接收前大屯山頂觀測所業務與日產，接收當時，鞍部因房屋被鄉民破壞，無法居住，大屯山頂屋舍亦滲漏不堪居住，工作人員均暫居竹子湖測候所，整修後大屯山鞍部改稱「臺灣省氣象局鞍部測候所」，大屯山頂出張所改為氣象觀測站，直接由鞍部測候所管理。

　　另，1960年美國國家科學院委託該國商務部海岸大地測量局(後改隸內政部地質調查所)與各國合建世界地震測報網。當時之臺灣省氣象所經徵得美方同意並經臺灣省政府核准，於本站設為國際標準地震測報網站，並於1962年初撥款營建站房，美方贈送兩套新式電磁式地震儀，一為短週期，另一為長週期，於1963年1月運臺安裝，隨即展開高倍率遠地地震之觀測，並參加太平洋海嘯警報系統。

　　大屯山頂氣象觀測站於1977年起更新觀測設備為自記儀器系統，替代傳統人工觀測，由原每日5次人工觀測改為每週一、四派員讀取資料，並進行儀器維護。1982年10月整建站房，由原位於山凹處往山嶺遷移至海拔較高之次高點處(1078公尺)，因此自1983年6月份起觀測資料有中斷現象。1993年改裝地面氣象自動測報系統，仍維持每週派員讀取資料，並進行儀器維護一至二次，於2006年1月1日起，停止每週派員讀取資料，改架設自動氣象站，使用無線電自動傳輸。