20世纪50年代,我国老一代生态学家李继侗、章祖同、李博、刘钟龄、雍世鹏就先后在呼伦贝尔开展了草原生态系统观测和研究,积累了丰富的历史资料。
1997年,在李博院士、唐华俊博士(比利时皇家科学院院士)倡议下,以李博院士“八五”攻关项目“北方草地畜牧业动态监测研究”建立的半定位观测样条为前身,中国农业科学院农业自然资源与农业区划研究所建立了呼伦贝尔草甸草原生态系统野外观测站。建站以来,呼伦贝尔站逐步规范了常规观测内容、指标与技术,开展了草甸草原生态系统定位观测和长期实验,系统整理了草甸草原五十年来的历史观测数据,建立了完善的草甸草原生态系统观测数据集。
2004年,呼伦贝尔站成为科技平台项目“国家重点野外试验站观测网络建设”示范台站。
2005年,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所联合海拉尔农牧场管理局、鄂温克旗草原工作站等有基础的地方单位,申报农业部重点站、国家重点站并通过了评审,2005年12月被命名正式为农业部重点野外科学观测试验站、国家野外科学观测研究站。目前,呼伦贝尔站是我国唯一的以呼伦贝尔草原生态系统为目标的野外生态观测站,也是农业部下属台站进入国家站网络的唯一的草原台站。
进入国家站序列以来,呼伦贝尔站进入快速发展期。2008年,列入农业部牧草产业体系综合试验站;2010年,列入内蒙古现代草业技术体系试验站;2011年,列入农业部环境学科群、信息技术学科群专业试验站;2013年,列入科技部“全国遥感网”成员站;2014年,列入科技部“全球生态环境监测”成员站;2015年,以呼伦贝尔站为基础,中国农业科学院组建呼伦贝尔综合实验基地。