建国前夕，亳县有雨量分站，设观测员1人。1953年1月1日，建立安徽省军区司令部亳县气象站，站址在州西街。1954年1月1日，转为地方建制。11月1日，气象站迁老衙门院内，业务仍属华东军区司令部气象处领导。1960年3月1日，改为亳县气象服务站。1979年8月，改为亳县气象局。1986年6月，改称亳州市气象局。
（一）地面气象观测
1953年1月1日，气象站开始正式观测、记录气象要素和天气情况，积累气象资料。每日实测24次（每小时一次），其中：2、8、14、20时（东径120°度时）4次为定时观测，其余为各使用单位预约观测。观测项目有气温、湿度、风向、风速、降水、云、能见度、天象、日照、蒸发、最低草温等。1954年1月1日，增加气压观测；5月，增加雨量观测；12月1日，增加冻土观测；12月15日，增加毛发湿度表。1955年1月1日，增加积雪密度观测；3月1日，增加云向、云速观测。1957年6月，参加国际地球物理年气象观测。1959年9月22日，增加电线积水观测。1980年1月1日，增加40.80厘米地温观测；4月1日，增加5、10、15、20厘米地温观测；6月1日，增加暴雨试验。1981年8月1日，增加台风试验。1982年6月1日，增加酸雨观测。为满足农业生产和科技发展的需要，观测项目日臻丰富、完善。
（二）天气预报
1955年开始做单站霜冻预报。1958年1月，作单站补充天气预报，仅限于24小时短期预报，由县广播站对外广播。1959年7月，开始试作3天或5天的中期预报，后又增加10天预报及更长时间的天气预报。天气预报最初是收听省气象台的天气形势和预报，还利用老农看天的经验，人工培养泥鳅、老鳖，观察其活动作参考。1966年以后，采用制作图表，根据天气变化与本地相关性分析进行天气预报。1980年，配备了123气象传真接收机，每天接收20张地面及500～1000亳巴不同高度的12～120小时不同的传真气象图。1984年，开始使用数值预报，并运用数理统词方法建立预报模式，增加了天气预报信息，提高了天气预报的准确度。