Метеорологічні спостереження в місті Вінниця розпочаті в 1891 році за програмою дощомірного поста, а за програмою станції другого розряду — при реальному училищі в 1908 році.

Станція пропрацювала до 1915 р. При поновленні спостережень з травня 1922 року станція перебувала при Подільському відділенні УКРМЕТ, в 0,5 км на північний схід від попереднього місця.

Одночасно з описуваною станцією, в період 1923-1929 року, в іншій частині Вінниці на Замості працював метеорологічний пост, а з листопада 1926 року, в 3,5 км на схід станція другого розряду при агротехнікумі.

1 січня 1927 року спостереження передані станції в селі Шереметка (нині мікрорайон Пирогово міста Вінниці).

28 січня 1940 року станцію знову перенесено на 4,2 км на північний схід, на західну околицю міста Вінниці, назва її при цьому стала Гідрометеостанція Вінниця, а з 1947 року — ГМБ Вінниця.

Через війну станція не працювала з 1941 по 1944 рік.

10 квітня 1964 року станція була закрита,  метеорологічні спостереження передані раніше існуючій авіаційній метеостанції АМСЦ Вінниця, що проводила спостереження виключно для оперативних авіаційних цілей.

З лютого 2022 року через воєнні дії авіаметеостанція Вінниця призупинила свою роботу і 1 листопада 2022 року  відновила спостереження на тимчасово обладнаному метеомайданчику за адресою Вінницького ЦГМ.