1949年5月和1950年12月，為迅速恢復和發(fā)展上海氣象事業(yè),，由上海市軍管會先后接管上海氣象臺和徐家匯觀象臺,。徐家匯觀象臺氣象業(yè)務并入上海氣象臺。1951年1月上海氣象臺遷入原徐家匯觀象臺,。1953年8月1日,，氣象部門從軍隊建制轉建為政府建制。1954年1月,，為適應國防建設和經濟建設以及人民氣象事業(yè)發(fā)展的需要,，上海氣象臺經過充實整頓后改建為上海中心氣象臺，負責發(fā)布華東區(qū)及沿海的氣象預報及業(yè)務技術指導,。1956年5月,，上海氣象局成立，統(tǒng)一管理江蘇,、浙江兩省和上海市的氣象工作,，上海中心氣象臺屬其領導。中共上海市委任命馬步英為局長,。1959年5月,，經上海市人民委員會報請國務院批準，上海市氣象局正式宣布成立,，統(tǒng)一領導上海市氣象臺站,。上海市氣象局與上海中心氣象臺合署辦公。劉次恭任局長兼上海中心氣象臺臺長,。1970年9月,，氣象部門實行軍隊和地方雙重領導,，并以軍隊為主的領導體制。同年10月,，市氣象局劃歸上海警備區(qū)為主領導,，軍代表孔謙主持全局工作。1973年8月,，中共上海市氣象局委員會成立,，牟敦高任黨委書記,，寧遠任副書記,，駐局軍代表撤離。1978年1月市氣象局成立海洋氣象臺和上海市氣象科學研究所（上海臺風研究所）,。同年4月,，局黨委改設局黨組。萬輝任黨組書記,、局長,。1983年10月，中共上海市委和國家氣象局黨組任命王雷為市氣象局局長,，1985年1月,，又任命王雷為市氣象局黨組書記。1988年5月20日上海區(qū)域氣象中心成立,，承擔華東氣象通信樞紐和對區(qū)域內氣象臺站的業(yè)務技術指導工作,，并負責西太平洋氣象服務。1998年3月,，盛家榮任市氣象局黨組書記,、局長，2004年11月至今湯緒任市氣象局黨組書記,、局長,。

上海市氣象局機構設置包括，機關：辦公室,、應急與減災處,、觀測與預報處、科技發(fā)展處,、計劃財務處,、人事處、政策法規(guī)處,、監(jiān)察審計處,、機關黨委辦公室、離退休干部辦公室,；事業(yè)單位：上海中心氣象臺,、中國氣象局上海臺風研究所,、上海氣候中心、上海海洋氣象臺,、上海氣象信息與技術支持中心,、上海氣象科技服務中心、上海市防雷中心,、上海氣象信息傳媒中心,；區(qū)縣局：上海市浦東新區(qū)氣象局、上海市閔行區(qū)氣象局,、上海市寶山區(qū)氣象局,、上海市嘉定區(qū)氣象局、上海市青浦區(qū)氣象局,、上海市金山區(qū)氣象局,、上海市松江區(qū)氣象局、上海市奉賢區(qū)氣象局,、上海市崇明縣氣象局,；以及氣象學會。

上海市氣象局實行中國氣象局與上海人民政府雙重領導,，以中國氣象局領導為主的管理體制,，在中國氣象局和上海人民政府領導下，根據授權承擔上海行政區(qū)域內氣象工作的政府行政管理職能,，依法履行《中華人民共和國氣象法》和氣象主管機構的各項職責,。 1.制定上海地方氣象事業(yè)發(fā)展規(guī)劃、計劃,，并負責上海行政區(qū)域內氣象事業(yè)發(fā)展規(guī)劃,、計劃及氣象業(yè)務建設的組織實施；負責上海行政區(qū)域內重要氣象設施建設項目的審查,；對上海行政區(qū)域內的氣象活動進行指導,、監(jiān)督和行業(yè)管理。 2.按照職責權限審批氣象臺站調整計劃,；組織管理上海行政區(qū)域內氣象探測資料的匯總,、分發(fā)；依法保護氣象探測環(huán)境,；管理上海行政區(qū)域內涉外氣象活動,。 3.在上海行政區(qū)域內組織對重大災害性天氣跨地區(qū)、跨部門的聯(lián)合監(jiān)測,、預報工作,，及時提出氣象災害防御措施，并對重大氣象災害作出評估,，為上海市人民政府組織防御氣象災害提供決策依據,；管理上海行政區(qū)域內公眾氣象預報,、災害性天氣警報以及農業(yè)氣象預報、城市環(huán)境氣象預報,、火險氣象等級預報等專業(yè)氣象預報的發(fā)布,。 4.制定人工影響天氣作業(yè)方案，并在上海市人民政府的領導和協(xié)調下,，管理,、指導和組織實施人工影響天氣作業(yè)；組織管理雷電災害防御工作,，會同有關部門指導對可能遭受襲擊的建筑物,、構筑物和其它設施安裝的雷電災害防護裝置的檢測工作。 5.負責向上海市人民政府和同級有關部門提出利用,、保護氣候資源和推廣應用氣候資源區(qū)劃等成果的建議,；組織對氣候資源開發(fā)利用項目進行氣候可行性論證,。 6.組織開展氣象法制宣傳教育,，負責監(jiān)督有關氣象法規(guī)的實施，對違反《中華人民共和國氣象法》有關規(guī)定的行為依法進行處罰,，承擔有關行政復議和行政訴訟,。 7.統(tǒng)一領導和管理上海行政區(qū)域內氣象部門的計劃財務、機構編制,、人事勞動,、科研和培訓及業(yè)務建設等工作；會同區(qū)縣人民政府對區(qū)縣氣象機構實施以部門為主的雙重管理,；協(xié)助區(qū)縣黨委和人民政府做好當?shù)貧庀蟛块T的精神文明建設和思想政治工作,。 8.負責華東區(qū)域災害性天氣的跨省聯(lián)防、氣象業(yè)務及科研開發(fā)的協(xié)作協(xié)調和技術交流協(xié)調,。 9.承擔中國氣象局和上海市人民政府交辦的其它事項,。