从长野县立诹访中学（今）毕业。藤原在1909年从东京帝国大学理论物理学系毕业，并进入中央气象台（今日本气象厅）任职。1915年以〈声音的异常传播研究〉论文得到理学博士学位，1920年因同样的研究获得帝国学士院赏。取得帝国学士院赏后，藤原赴欧留学，师事挪威气象学家，学习当时最先进的天气预报技术。回国后的1922年，藤原先进入中央气象台测候技术官养成所（现气象大学校），协助培养气象人才；后于1924年接替，赴母校东京帝大任教。1937年，藤原因其学术成就，获得日本学士院会员资格。除了教学工作，藤原也在气