Aquarel van de nieuwbouw van het KNMI van de hand van de ontwerper, de architect Hans Putter
Buys Ballot had grootste plannen met het Utrechtse Sonnenborgh, de sterrenwacht waar hij indertijd zijn missie begon. Nederland moest gidsland worden en Utrecht centraal observatorium voor Europa. De meteoroloog, die met zijn wet over het verband tussen luchtdruk en wind de basis legde voor de weersverwachting, nam in 1873 het initiatief tot het eerste internationale samenwerkingsverband, de voorloper van de huidige Wereld Meteorologische Organisatie. De Utrechtste sterrenwacht was toen al te klein voor de veertien medewerkers die het KNMI toen telde.

In 1897 vond de verhuizing plaats naar De Bilt, waar nu nog altijd het hoofdkantoor is gevestigd. Het instituut telt vandaag de dag circa 450 medewerkers. De villa in De Bilt die de meteorologen eind 19e eeuw betrokken, is onlangs gerestaureerd en tegenwoordig de exclusieve werkplek van de seismologen van het KNMI.

De huisvesting in De Bilt is steeds uitgebreid en herhaaldelijk aangepast aan de veranderende werkzaamheden. Door het groeiend aantal taken kwam er steeds meer werk en er kwamen ook steeds meer gegevens binnen van weerstations. De informatie was al snel niet meer handmatig te verwerken. In 1925 deed de tabelleer- en sorteermachine zijn intrede, waarmee het KNMI de eerste overheidinstelling was die tot automatische gegevensverwerking overging.

Wat tegenwoordig aan gegevens binnenkomt is niet te bevatten. Een weercomputer maakt voor een tiendaagse weersverwachting een biljoen berekeningen per dag. Dankzij het dichte meetnet, weerballonnen, satellieten, radar, boeien op zee en metingen vanuit vliegtuigen beschikken de meteorologen over een schat aan actuele gegevens.

De verwerking van alle informatie en de taken die het KNMI heeft stellen de nodige eisen aan de gebouwen. Hare Majesteit de Koningin opende op 16 mei 2000 het nieuwe gebouwencomplex. Het bouwproject uitgevoerd door de Rijksgebouwendienst was het omvangrijkste in de geschiedenis van het koninklijke weerinstituut.