1904年，日俄战争爆发。日本政府为满足战争需要，指示日本中央气象台在中国东北和朝鲜地区设立气象观测站点。1904年8月5日，在大连青泥洼设立第六临时观测所，在营口设立第七临时观测所，次年在旅顺设立出张所、在奉天设立第八临时观测所，均为日军提供气象情报。

日本的气象观测所归文部省管理，但在第七临时观测所的设立文件上，除文部大臣久保田让的签名外，还有陆军大臣寺内正毅的签名，这就充分证明了气象观测所是为了战争需要而设立的。1904年9月，第七临时观测所开始进行气象观测，10月起有正式的气象记录。从此至1932年5月，营口城区内同时有海关、日本2个气象观测站点并行观测，这在全国是绝无仅有的。

据史料记载，营口第七临时观测所最早于1904年9月30日设在鼋神庙街的三义庙，当时主要观测要素有气压、气温、湿度、水蒸气张力、风向、风速、降水量、云量云形、天气现象、地震等，之后逐渐增加蒸发、雪深、日照、地温、草温等要素。1907年11月1日，站址自三义庙迁入牛家屯；1909年12月25日，自牛家屯迁入新市街青柳町一丁目，也就是现在的营口百年气象站旧址所在之处。

1905年10月，日本在辽阳设立关东总督府。1906年5月，关东总督府从辽阳迁至旅顺，8月改称关东都督府，作为日本在中国东北实行军政统治的殖民机构。1906年9月1日，原属日本中央气象台的战时临时观测所、观测支所移交关东都督府管辖，第七临时观测所改称营口测候所。1908年，日本政府以第273号敕令施行关东都督府观测所体制，大连测候所改称关东都督府观测所，营口、奉天测候所改称观测支所。1919年4月12日，撤销关东都督府，改称关东厅，营口观测支所更名为关东厅观测所营口支所。1934年12月26日，改称关东观测所营口支所。

1937年12月1日，日本政府实行所谓的“废除治外法权”，将新京（长春）、四平街（四平）、奉天（沈阳）、营口等观测支所移交伪满“中央气象台”，但实际上仍由日本人把持。1945年，随着日本战败投降，关东观测所营口支所解体，日本侵略时期的气象观测自此结束。日本侵略者销毁了1943—1945年的观测记录，并将其余近40年的观测记录运往日本。

抗战胜利后，民国中央气象局在东北地区接收及恢复气象观测的台站包括营口、清源、吉林、承德等，由于时局所限，工作成效甚微，营口气象站被接收后的相关信息也无从考证，1945—1949年保存下来的观测记录也少之又少。

目前，营口市气象局档案馆保存有从1905年1月至1942年的月报、年报和多年统计资料，这是营口保留下来的最早的气象观测数据。