伏木測候所は伏木港の回船問屋、藤井能三氏により私立伏木測候所として設立された。
　氏は、海外との貿易を目的に、伏木港の近代化を計画して伏木燈明台（とうめいだい）を私費で構築した。
　明治15年9月に伏木燈明台の一部を伏木庁舎にあて、明治16年4月より観測事務を始め、同年12月1日をもって伏木測候所の創立としている。

　設立当初は観測者1名体制であったが、日増しに業務量が増加し、明治19年に県への移管請願書を提出。
　明治20年4月1日に県立伏木測候所として再発足した。
　県営への移管後、業務量は更に発展拡張され、観測器械の設置にも適切さを欠くようになったため 有志者の
　寄付により臥浦（ふしうら）に新庁舎（495㎡）を建設・移設した。
　この工事は明治25年5月起工し6月20日竣工してこれを県に寄付している。

　海岸の隣近した位置にあったため浸蝕を受けることが多く、わずか十数年の間に退廃して庁舎が傾いたため、臥浦から移転改築に迫られた。
　明治33年と同40年の2回に渡って激浪が構内を襲い、建物破壊、観測器械流出等の被害を受け、次の移転地への改築が急務となった。
　明治42年3月31日に古国府（ふるこくふ）字東館に新庁舎が落成、同年4月30日に移転（合併後は古国府47番地）後、同年5月1日から観測開始した。

　富山県伏木測候所は、昭和14年11月1日国に移管され中央気象台伏木観測所と改称、同16年10月25日伏木測候所と改称した。
　昭和49年11月アメダス一要素（雨量）観測開始、同50年12月12日アメダス四要素（気温・日照・雨量・風向風速）観測開始。平成10年3月1日、伏木特別地域気象観測所となった。

平成10年3月の測候所自動化（無人化）に伴い、庁舎については、間仕切りして観測機器等を配置し、その他は使用しない状況となった。このため、当該敷地の使用状況は非効率であり、必要部分以外は国有地として有効利用する必要があるとされ、財務局との調整のうえ、敷地550㎡の中に観測局舎を再配置することとなった。 　観測局舎を再配置するための工事は、平成13年12月中旬より行なわれ、平成14年1月末完成し地上気象観測、震度観測を再開した。