Метеостанция Ярославль была основана в 1880 году. Первые наблюдения были организованы на территории Ярославского Педагогического Университета в Ботаническом саду. Всего за 145 лет метеостанция меняла свое местоположение 5 раз.
Сначала метеорологические наблюдения проводились не систематически и лишь по отдельным элементам: направление и скорость ветра, температура воздуха, облачность, атмосферное давление. В 1920-1923 годы наблюдения на метеостанции проводились в три срока 7, 13, 21 час за температурой воздуха, влажностью по гигрометрам, облачностью, ветром. Измерения по осадкомеру проводились 1 раз в сутки, работало 2 техника-метеоролога. В 1931 году впервые стала проводиться поверка метеорологических приборов. 15 июня 1932 года произведена первая барометрическая запись. С января 1933 года начались наблюдения за высотой снежного покрова.
На наблюдения в четыре срока в 1, 7, 13,19 часов станция перешла с июля 1935 года. Осадки стали измеряться два раза в сутки в 7 и 19 часов. Наблюдатели начали определять метеорологическую видимость. В этот период на станции работало уже 5 сотрудников.
В сентябре 1937 года метеостанция была перенесена на аэродром Дядьково на юго-западную окраину города Ярославля, где проходили не только за погодой наблюдения, но и составлялась информация для обеспечения авиации, а позднее и для военный нужд.
На метеостанции стали активно проводиться экскурсии для желающих, на которых подробно рассказывали о проводимых метеорологических наблюдениях.
Метеостанция не прекращала работу и в годы Великой Отечественной войны. Метеорологические книжки и таблицы являются неоспоримыми свидетельствами жизнедеятельности станции. Несмотря на сложности и трудности военного времени наблюдения за погодой не прекращались. 
Метеорологические наблюдения проводились в штатном режиме, обеспечивая армию необходимой информацией. В июне 1941 года начались наблюдения за температурой почвы по Савиновским термометрам, в сентябре установлен новый флюгер.
С 1941 по 1945 года наблюдений в течение суток становится больше.
В июле 1952 года метеостанция была перенесена на аэродром ГВФ (Гражданский воздушный флот) в деревне Карачиха. Для определения скорости и направления ветра на различных высотах на метеостанции проводились шар-пилотные наблюдения.
С мая 1987 до декабря 2004 года метеорологические наблюдения проводились на территории аэропорта Левцово, на северо-восточной окраине города Ярославля.
В январе 2005 года метеостанция вновь сменила свое месторасположение, она была перенесена в городскую черту в Заволжский район города Ярославля, недалеко от реки Волги.
В августе 2007 года на станции был установлен комплект автоматических метеорологических термометров АМТ-5 для измерения температуры почвы на различных глубинах.
В 2011 году М-II Ярославль переехала в новое служебное здание, в котором под метеостанцию были отведены 4 комнаты. В этом же году был установлен автоматизированный метеорологический комплекс (АМК), позволяющий иметь метеорологические данные каждые 10 минут.
В 2021 году АМК был модернизирован, установили весовой осадкомер и новый датчик температуры и влажности воздуха.
М-II Ярославль является опорной, то есть имеющей длинный и однородный ряд наблюдений, дающий надежные климатические нормы.
В настоящее время метеорологические наблюдения проводятся круглосуточно. Техники-метеорологи выходят на площадку 8 раз в сутки, через каждые три часа, измеряют температуру и влажность воздуха, атмосферное давление, направление и скорость ветра, дальность видимости, температуру почвы на разных глубинах, наблюдают за облачностью. Два раза в сутки утром и вечером измеряется количество осадков. В зимнее время проводятся наблюдения за высотой снежного покрова и гололедно-изморозевыми отложениями. Также на метеостанции проводятся наблюдения за радиационным фоном: ежедневно измеряется мощность амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения, производится отбор проб радиоактивных атмосферных выпадений с помощью марлевых планшетов (экспозиция проб – одни сутки). Кроме того техником-агрометеорологом выполняется ряд агрометеорологических наблюдений и работ.
Коллектив станции неоднократно поощрялся грамотами и благодарностями различных организаций и ведомств.
В настоящее время штат метеостанции состоит из 6 сотрудников: начальник станции, 4 техника-метеоролога и техник агрометеоролог.
С 2005 года метеостанцию успешно возглавляет «Почетный работник Гидрометслужбы» Треяль Любовь Акселевна. В гидрометслужбе Любовь Акселевна работает с 1978 года, причем долгое время на авиационных метеорологических станциях Крайнего Севера, а с 1985 года в г. Ярославле.
Коллектив станции квалифицированный, добросовестный, ответственный, с любовью относящийся к своей работе. В коллективе царит дружественная атмосфера взаимопонимания и взаимопомощи. Ветераны гидрометслужбы передают накопленные знания и полученный опыт молодым специалистами.
Поздравляем с юбилеем, дорогие коллеги!