В 1737 году Василий Никитич Татищев по указанию императора Петра 1 основал на низменном левобережье крепость Ставрополь для защиты России от набегов ногайцев и татар и для обращения калмыков - кочевников в православную веру. В Ставрополе нерегулярные метеорологические наблюдения проводились на гидрометеорологическом посту в периоды 1893-1905, 1915, 1922-1927, 1930-1937 гг. По программе станции наблюдения начали проводиться в 1928г. и продолжались (с перерывом с 1933 по 1937г) до 1942г. Вновь станция была открыта в Ставрополе 5 июня 1951 г. и действовала до сентября 1952г.

В 1950-м году началось строительство гидроэлектростанции. Старый тихий провинциальный Ставрополь оказался в зоне затопления, новый город начал строиться на холмах левого берега, в нескольких километрах от водохранилища.

Это был уже другой город – деловой, промышленный. Одно за другим вступали в строй предприятия по производству трансформаторов, оборудования для цементной промышленности, минеральных удобрений, синтетического каучука. В связи с переносом города на другое место  была открыта новая метеорологическая станция Комсомольская. Наблюдения на ней проводились до марта 1980г. Впоследствии после переименования Ставрополя в Тольятти метеостанция тоже стала называться «Тольятти». Из-за интенсивной жилищной застройки вокруг метеоплощадки и нарушения репрезентативности, 06 марта 1980г. она была перенесена из Комсомольского района в Автозаводский, где и располагается по настоящее время.

С момента открытия метеостанции в п. Комсомольский ведет начало непрерывный ряд метеорологических наблюдений в г. Тольятти. Длительный ряд и качественные данные позволяют получать надежные климатические выводы. На основе результатов наблюдений были подготовлены и выпущены в 1987г.  монография «Климат Тольятти», в 1996г.  «Экологический атлас г. Тольятти».

Кроме метеорологических наблюдений, на станции проводится мониторинг загрязнения атмосферного воздуха и контроль кислотности и химического состава осадков. Важной частью деятельности станции являются радиационные наблюдения. Данные станции, как метеорологические, так и о загрязнении природной среды, широко используются во множестве отраслей деятельности города, представляя часто незаменимую информацию для целого ряда предприятий, организаций, администрации и всего населения города. В 1997 году в связи с сокращением метеорологической сети над станцией Тольятти возникла угроза закрытия.  На помощь пришла мэрия г. Тольятти, которая  совместно с Тольяттинской гидрометобсерваторией содержала станцию до 2005 года. Помогли сохраниться  метеостанции и сами её работники, продолжавшие трудиться, вопреки трудностям. В июне 2010 года на метеостанции установлен автоматизированный метеорологический комплекс.