GFI ble opprettet i 1917 etter forslag fra professor Bjørn Helland-Hansen, og representerte en videreføring av forskningsaktiviteter ved Bergen Museum (opprettet i 1825) og Biologisk Stasjon (opprettet i 1892). Det Geofysiske Institutt hadde fra starten av en avdeling for oceanografi og en avdeling for meteorologi, begge med indre selvstyre. Senere kom det også til en avdeling for jordmagnetisme og kosmisk fysikk. Allerede fra starten av hadde GFI en høy internasjonal standard og hadde et utstrakt internasjonalt kontaktnett. Derfor ble professor Vilhelm Bjerknes ved Universitetet i Leipzig bedt om å komme til Bergen for å lede planleggingen og organiseringen av den meteorologiske virksomheten. Dette førte til den berømte «Bergensskolen» der en rekke senere kjente meteorologer gjorde sin første innsats: Jakob Bjerknes, Halvor Solberg, Carl-Gustav Rossby, Tor Bergeron og flere. Den oceanografiske forskningen holdt også høy standard med den kjente teoretikeren Jonas Ekman Fjeldstad ved siden av Harald Ulrik Sverdrup og Bjørn Helland-Hansen.