本站於明治29年(1896年)11月20日建站，當初日人先借用民間福德廟充作辦公場所，並在廟外一隅闢一處安裝儀器作氣象觀測，為恆春地區氣象事業開端。後因業務需要，不斷擴充。至明治38年(1905年)12月25日，新建廳舍落成由郵局宿舍處遷至現址。自此之後業務儀器不斷增加，惜日人野心勃勃，終引起太平洋戰爭，於昭和20年(1945年)4月9日下午1530時遭盟軍轟炸，廳舍儀器等設備皆面目全非，被迫暫停觀測，惟因氣象事業與軍事息息相關，經奉令遷往郊外「五里亭」繼續觀測，直至昭和20年(1945年)8月15日，日本政府無條件投降，由「五里亭」遷回原地觀測。

本站位於氣象署觀測點的最南端，可說是監測由南往北移動之天氣系統的先鋒，最能真實觀測天氣系統的強弱，進而對台灣本島天氣的變化程度掌握迅速、確實的預警功效， 此外每年十月至隔年四月間之落山風亦造就了本區之特殊景觀及風土民情，如洋蔥與瓊麻之大量栽種、風剪樹與各式傳統避風建築等。