Р. Амундсен (четвертый слева) в Главной физической обсерватории в 1907 г. Третий слева — директор обсерватории академик М. А. Рыкачёв
По указу Николая I 1 апреля 1849 г. в Санкт-Петербурге была создана Главная физическая обсерватория (ГФО). Инициатором создания ГФО был академик А. Я. Купфер, он же и был назначен первым директором обсерватории[1].
ГФО была учреждена при институте корпуса горных инженеров в здании на 23-й линии Васильевского острова, д. 2а. Штат сотрудников на тот момент включал 7 человек. Помимо главной роли по управлению за всеми метеорологическими учреждениями, ГФО также отводилась роль в создании приборов, и методическим инструкциям к ним, снабжение измерительных станций приборами, обработка и издание материалов наблюдений, инспектирование станций.
Первая публикация ГФО содержала данные о наблюдении ежедневного состояния погоды в различных пунктах, выпускалась под называнием «Метеорологическое обозрение России».
В 1868 году пост директора ГФО занял академик Г. И. Вильд. Под его руководством были введены единые сроки наблюдений на станциях, единая метрическая система, температура стала измеряться в градусах Цельсия.
С 1872 г. данные метеорологических постов, а также ежедневные синоптические карты Европы и Сибири стали публиковать в метеорологическом бюллетене. На тот момент количество опубликованных постов насчитывало 26 российских и 2 зарубежных станций. Уже в 1888 году их число достигло 108 российских и 62 зарубежных станций.
В 1892 г. в Павловской обсерватории под руководством О. Д. Хвольсона были начаты регулярные актинометрические наблюдения, а с 1896 г. — первые исследования высоких слоев атмосферы с помощью шаров-зондов. В 1902 г. при Павловской обсерватории было организовано змейковое отделение для изучения приземного слоя атмосферы при помощи приборов, поднимаемых на воздушных змеях. В 1914 г. под руководством В. Н. Оболенского были начаты регулярные наблюдения за атмосферным электричеством.
Во время первой мировой войны число действующих станций резко сократилось. При ГФО было создано Главное военно-метеорологическое управление для обслуживания действующей армии и флота.
В начале XX века в ГФО Воейков А. И. принимал участие в качестве учёного консультанта. Были начаты разработки методов прогнозирования различной заблаговременности.
В 1924 г. ГФО была переименована в Главную геофизическую обсерваторию (ГГО) и до 1929 года выполняла функции руководящего органа Гидрометеорологической службы России.
В годы Великой Отечественной войны в 1941 году Павловскую обсерваторию захватили фашисты и полностью уничтожили её при отступлении.
В 1945 году по Решению Советского правительства в поселке Сельцы (п. Воейково) экспериментальный полевой геофизический центр был восстановлен. Комплекс служебных и хозяйственных зданий для научно-экспериментальной базы ЛО ИЗМИРАН был построен в 60-х годах по плану ИЗМИР АН СССР в Воейково.
К столетию со дня основания ГГО в 1949 года обсерватории присвоили имя выдающегося российского климатолога А. И. Воейкова.
За успехи, достигнутые в научных исследованиях, Указом Президиума Верховного Совета СССР от 9 января 1967 г. Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова награждена орденом Трудового Красного Знамени.