Fondato dal gesuita trapanese
Leonardo Ximenes nel 1756 è ancora oggi attivo negli stessi locali ove nacque, all'ultimo piano del Convento dei Padri Scolopi detto di San Giovannino a Firenze.
Al momento della nascita l’osservatorio era principalmente rivolto allo studio dell'astronomia e dell'idraulica, interessi predominanti dello Ximenes. Nel 1773 per vicende storiche i Padri Gesuiti dovettero lasciare San Giovannino e i Padri Scolopi subentrarono nel convento, continuando comunque ad ospitare Leonardo Ximenes, matematico e geografo del Granduca, nei locali dell’Osservatorio dove egli aveva fondato una piccola università con le cattedre di Astronomia e Idraulica. Nei trent’anni di sua permanenza a Firenze lo Ximenes era a capo di ogni impresa idraulica o stradale progettata in Toscana. Nel 1786 alla sua morte lo Ximenes lasciò agli Scolopi tutti i suoi strumenti e la sua ricca biblioteca.
Dal 1786 i Padri Scolopi si sono succeduti nella direzione dell’Osservatorio fino al 2004.
P. Gaetano Del Ricco diresse l’Osservatorio dal 1786 al 1814. Matematico e fisico, arricchì la Biblioteca e acquistò diversi strumenti.
Successore fu il P. Giovanni Inghirami, fino al 1848. Grande geografo e cartografo iniziò la triangolazione della Toscana producendo la Carta Geometrica del Granducato.
Il P. Giovanni Antonelli diresse l’Osservatorio dal 1848 al 1872, occupandosi di astronomia, idraulica, matematica, fisica, progettazione di strade ferrate, come la Firenze-Faenza. Suoi alcuni commenti ai passi astronomici della Divina Commedia e il ricollocamento dello Gnomone del Toscanelli alla base della Lanterna della Cupola del Duomo di Firenze.
Dal 1872 al 1887 fu direttore il P. Filippo Cecchi, fisico valente e “mente meccanica”, che modernizzò la stazione meteorologica e dette vita allo studio dei terremoti presso l’Osservatorio, ideando molti sismografi ancora oggi in esposizione nella sala a lui dedicata. Famoso il grande termometro e il barometro posti nella Loggia dell’Orcagna in Piazza Signoria, strumenti di utilizzo popolare da parte di tutti i fiorentini per conoscere le condizioni meteorologiche cittadine. Al Cecchi successe P.Giovanni Giovannozzi, grande divulgatore scientifico e storico della scienza, fu molto attivo nel raccogliere dati e documenti relativi al terremoto di Firenze del 18 maggio 1895. Lasciò la direzione nel 1905.
Direttore per 35 anni fino al 1940, il P. Guido Alfani fece assumere all’Osservatorio una vasta fama, grazie alle sue grandi capacità scientifiche. Principalmente si occupò di sismologia, senza abbandonare la meteorologia e l’astronomia. Impiantò la Stazione Radiotelegrafica per la ricezione del segnale orario e dei bollettini meteorologici da Parigi, visitata anche da Marconi nel 1913. Molto stimato e noto in città, altrettanto era in ambito nazionale e internazionale.
Dal 1941 al 1964 fu direttore il P. Cesare Coppedè, il quale nonostante il periodo critico della grande guerra e dei danni riportati, fece sopravvivere l’istituzione. Impiantò nel giardinetto pensile una capanna meteorica per la rilevazione e registrazione dei dati meteorologici.
Ad un’altra devastazione, questa volta costituita dall’alluvione di Firenze del 1966, dovette invece assistere il P. Mario Enzo Mazzantini, che tenne la direzione fino al 1973. A lui si deve la stipula della prima convenzione con l’Istituto Nazionale di Geofisica di Roma, che fornì nuova strumentazione al posto di quella andata persa. Così l’Osservatorio entrava a far parte della Rete Sismica Nazionale.
P. Dino Bravieri è stato l’ultimo direttore appartenente ai Padri Scolopi. Naturalista e uomo di scienza, figura amata da tutta la cittadinanza, curò la risistemazione dei locali, la catalogazione della Biblioteca dello Ximenes, aprì l’Osservatorio a molti studiosi con conseguente ricca produzione libraria relativa alle figure e alle attività svolte nei secoli presso l’Osservatorio, allacciò rapporti con la Provincia di Firenze e la Protezione civile, aprì le porte alle scuole e agli insegnanti, organizzando corsi di aggiornamento, visite e conferenze. Negli ultimi anni della sua vita fu affiancato nella conduzione dell’osservatorio da Christian Holtz. Le carenti condizioni di salute lo portarono comunque a lasciarne la direzione. Terminò, sempre più minuto ma sorridente, la sua esistenza terrena il 6 agosto 2008.
Nel 2004 venne istituita la Fondazione Osservatorio Ximeniano di Firenze onlus, con lo scopo di valorizzare e gestire il ricco patrimonio storico e scientifico conservato e continuare le attività di sperimentazione e di ricerca. Il primo Presidente della Fondazione fu il Padre Provinciale degli Scolopi, al quale fece seguito il prof. Mario Calamia. L'attuale Presidente è il prof. Andrea Cantile, il Vice Presidente è Padre Franco Graiff.