大田县气象局始建于1958年10月5日，正式观测开始于1959年6月1日，位于大田县城关凤凰山（小山顶），北纬25°42′东经117°50′，观测场海拔400.1m，区站号为58923。
1958年10月5日，大田选址建站，原称“大田县气象站”，1962年10月改为“福建省大田县气候站”，1963年1月更名为“大田县气象服务站”，1963年4月台站名称变动为“福建省大田县气候服务站”，1966年1月改为“福建省大田县气象服务站”，1969年1月变更为“大田县气象站”，1970年8月更名为“大田县气象服务站”,1971年1月又改为“福建省大田县气象站”。
大田县气象局自建站至1963年4月，由大田县委员会领导；1963年4月至1969年1月，收归福建省气象局建制；1969年1月至1970年4月，转大田县农林水组领导；1970年4月至1973年7月，归大田县人民武装部领导；1973年7月至1981年3月，归大田县农业局领导；1989年4月更名为大田县气象局，隶属三明市气象局，行政管理由县农委负责。目前大田县气象局在财政上实行以省气象部门和地方政府的双重领导，分级管理制度。
1958年建站时只有4人。现有在编制职工7人，聘用4人，退休员工6人，其中在现有职员工中，35岁以上的有4人；具有大学本科学历的2人、大专学历的6人；有一名高级工程师（已退休）、3名工程师、2名助理工程师；中共党员三名，入党积极分子一名，共青团员三名。
大田县气象局在1959年6月1日～1980年12月31日完成4次观测，1981年～1985年增加24小时航危报，1986年～1990年发送预约航危报，1991年～1995年担负6时至18时预约报，1998年2月至今主要业务是完成国家气象一般站的气象观测，每天向省气象台传输三次定时观测电报，并编发重要天气报，制作气象月报和年报报表。
大田县气象局目前每天进行08、14、20时3个时次地面观测。观测项目有风向、风速、气温、气压、云、能见度、天气现象、降水、日照、小型蒸发、地面温度、雪深、浅层地温等。每天编发08、14、20时3个时次的天气加密报。
大田县气象局建站初期主要业务测温查温、量降水。仪器只有温度表、雨量筒和量杯。1978年前主要业务是三次观测和天气预报、除了旧设备外增设了维尔达测风和地温仪器，日照计，气压表。78年后的主要业务，担任24小时航危报任务和开展对外有偿服务，除上述设备外增设了气压、空气温度、相对湿度自记仪器，电接风向风速，传真设备和计算机。1998年统计资料显示当时装备有486计算机一台、传真机一台、警报系统一套。
1984年大田县气象局配备了PC-1500袖珍计算机，并指派专人到三明市气象局学习计算机的应用，1985年PC-1500袖珍计算机取代人工编报，提高了测报质量和工作效率，减轻了观测员的劳动强度。2003年，大田气象局建成了CAWS600-B型自动气象站，在2004年投入业务运行。自动站观测项目包括温度、湿度、气压、风向风速、降水、地面温度、浅层地温、降水，并进行人工并行观测，现在以自动站资料为准发报，自动站采集的资料与人工观测资料存于计算机中互为备份，每月定时归档、保存、上报。
大田县气象局做好领导决策服务同时，也积极主动做好专业预报服务，通过广播、气象警报、电话等各种手段，想方设法把预报意见通知到各个用户和千家万户，取得明显社会效益、经济效益。
1981年正式开始天气图传真接收工作，主要接收北京的气象传真和日本的传真图表，利用传真图表独立地分析判断天气变化，取得较好的预报效果。县气象局对外开展公益服务，每天上、下午各广播一次，服务单位通过预警接收机定时接收气象服务。
1998年，气象局同电信局合作正式开通“121”天气预报自动咨询电话。2005年，“121”电话升位为“12121”。此后，由于固话受拨号升位和手机短信及手机直接拨打等多重影响，固话“12121”逐显萎缩。
2006年，为了更及时准确地为县、镇、村领导服务，通过移动通信网络开通了气象商务短信平台，以手机短信方式向全县各级领导发送气象信息。为有效应对突发气象灾害，提高气象灾害预警信号的发布速度，避免和减轻气象灾害造成的损失，利用全县公共场所安装的电子显示屏开展了气象信息发布工作。
在继续做好公益服务的同时，1985年开始推行气象有偿专业服务。气象有偿专业服务主要是为全县各乡镇（场）或相关企事业单位提供中、长期天气预报和气象资料，一般以旬天气预报为主。1992年开始对外进行气球的施放，1997对外进行避雷检测。
