Город Великий Устюг расположен на северо-востоке Вологодской области у слияния двух рек Сухоны и Юга, отсюда и произошло название города «Устюг», т.е. в устье Юга. Вся история этого славного города неразрывно связана с Сухоной. Сухона — крупнейшая водная артерия Вологодчины, с которой связано заселение Русского Севера и открытие торгового пути к Северным морям и освоению новых земель. Удивительная эта река и по своей природе: меняющийся характер течения, возникающее весной обратное течение, берега как геологические памятники природы.
До организации официальных наблюдений в г. Великий Устюг было много энтузиастов, проводивших фенологические и метеорологические наблюдения, следивших также за состоянием рек Сухоны и Юга. В городе хорошо известны династии Шильниковских (дед, отец, внуки) и Пестовых, которые вели регулярные записи всех видов наблюдений, отмечали даты покрытия рек льдом и их вскрытия, уровни воды в период половодья, а затем эти данные использовались для судоходства по рекам Сухоне, Северной Двине и Югу.
Официальное начало изучения вод территории относится к концу ХIХ века. В 1874 г. Министерство путей сообщения с целью изучения условий судоходства на внутренних водных путях организовало особую навигационно-описную комиссию. В 1875-1881 гг Северо-Двинская описная партия этой комиссии произвела подробные инструментальные обследования р. Северная Двина от слияния р. Юг с р. Сухоной до устья р. Вычегды; р. Сухоны — на всем протяжении от истока до устья и р. Юг- на протяжении 2-х км. от устья.
Описная Северо-Двинская партия положила начало созданию ведомственной сети. 13 сентября 1876 г. был открыт гидрологический пост в районе пристани г. Великий Устюг. В этот период водомерная сеть динамично развивалась: были открыты 9 постов, из них 7 на р. Сухона и по одному на р. Северная Двина и р. Юг. Все эти посты, за исключением одного, действуют в настоящее время и составляют 60 % действующей опорной сети Г-2 Великий Устюг.
Наиболее полные и достоверные наблюдения начали проводиться с 1928 г, что было связано с ростом и развитием промышленности в г. Великий Устюг, и особенно — с 1930 г, с момента организации в нашей стране специального органа, ведающего изучением водных объектов, оформившегося впоследствии в Главное Управление Гидрометслужбы. Стала постепенно увеличиваться сеть постоянно действующих гидрологических постов, главным образом на малых и средних реках. За период с 1930 по 1950 гг были открыты 17 постов, в 1950-1959 годах ещё 5 постов.
После 1930 года резко изменился и состав наблюдений. Если до этого основным элементом наблюдений были уровни, то уже в 1930 г. стали вестись систематические наблюдения за толщиной льда, температурой воды, а с 1932 г. в единичных пунктах стали производиться наблюдения за стоковым режимом реки. В это же время начались наблюдения за режимом твердого стока, отбор проб воды на химический анализ и изучение кислородного режима реки.
Во время Великой Отечественной войны р. Сухона и ее притоки широко изучались и активно использовались для нужд фронта. Так, в 1943 г. для описания рек Северного края, куда входили 
Архангельская, Вологодская, Кировская области и Республика Коми, снаряжались несколько экспедиций. Это диктовалось запросами обороны, а также учитывались хозяйственные потребности мирного времени. В годы войны малочисленные отряды, по 2-3 человека, обследовали и составили гидрографическое описание десятков водных объектов.
Одним из руководителей отрядов был опытный гидролог Пальников Николай Павлович, назначенный в 1946 г. начальником гидрологической станции Великий Устюг. Под его руководством работали пять техников. В 1960-70-е годы выполнялась огромная работа по определению репрезентативности мест наблюдений на многих постах станции во все гидрологические фазы, включая многосрочные наблюдения за уровнем и уклоном воды, определение скоростей течения на отдельных участках в период половодья, в дождевые паводки, в летнюю и зимнюю межень. Кроме того, выполнялись многочисленные ледомерные съёмки, исследования температурного режима на участках постов. В дальнейшем результаты этих работ учитывались при составлении ЕДС и увязке данных по территории.
После стихийного половодья в 1998 г, причинившего значительный материальный ущерб городу и близлежащим муниципальным образованиям, значение Г-2 Великий Устюг возросло. Была налажена тесная связь между станцией и службами ГУ МЧС. О востребованности данных станции, материалов ее наблюдений и обобщений говорит тот факт, что сеть постов расширяется, на период паводка открываются временные посты. В её систематической работе заинтересованы многие предприятия города. Материалами наблюдений станции пользуются речники, железнодорожники, энергетики, сельхозпредприятия, предприятия лесного комплекса района, водоканал. Также эти данные используют работники научных учреждений г. Москвы и Санкт-Петербурга для прогнозирования состояния рек в других регионах страны.
В настоящее время в состав сети входят 13 гидрологических постов, 9 из которых — расходные. Они расположены в Великоустюгском, Никольском и Кич. Городецком районах. Ежедневно на всех гидрологических постах ведутся наблюдения за уровнем воды, состоянием водного объекта, за ледовыми явлениями, толщиной льда, расходами воды, ведутся наблюдения за химическим составом воды. На некоторых постах выполняется снегосъёмка, ведутся наблюдения за количеством выпавших осадков. Полученные данные с наблюдательной сети обрабатываются на станции и передаются в Северное УГМС для издания гидрологических ежегодников. В целях систематизации, обобщения и накопления данных наблюдений с 2010 года внедрена единая для всей системы Росгидромета технология — «Реки — режим».
Начиная с 2015 года в рамках Федеральной программы модернизации наблюдательной сети на станцию Г-2 Великий Устюг на смену устаревшим приборам, многие годы работающим без обновления, начали поступать современные средства измерения. Так, стандартные гидрометрические вертушки типа ГР-21М, предназначенные для измерения скорости водного потока, полностью заменили модернизированными вертушками ИСВП-ГР-21М1 в комплекте с ИСО-1, поступило новое цифровое оборудование для нивелирования постовых устройств (свай и реперов), новые гидрометрические лебедки, водные термометры, гидрометрические штанги, лодки с моторами и другое.
Также в рамках исполнения программы модернизации на Г-2 В.Устюг с осени 2016 года выполнены работы по установке и вводу в эксплуатацию 9 (девяти) автоматизированных гидрологических комплексов (АГК), которые круглосуточно в автономном режиме проводят измерения уровня воды. Для оперативной работы и обработки с данными АГК на станции установлены новые персональные компьютеры в количестве 4 единицы. В этом же году на всех гидрологических постах выполнен капитальный ремонт постовых устройств с заменой на новые.
Большая ответственность ложится на коллектив Г-2 Великий Устюг в период весеннего половодья, при вскрытии рек Сухона, Юг и Северная Двина. Одним из первоочередных мероприятий подготовки к весеннему половодью является организация временных водомерных постов. В период прохождения ледохода наблюдатели водомерных постов выполняют измерения уровня воды несколько раз в сутки, при неблагоприятном развитии ледовой обстановки уровни воды измеряются ежечасно, что позволяет оперативно контролировать ситуацию. Особенно нелегко пришлось специалистам Г-2 Великий Устюг весной 2016 г, когда сложная ледовая обстановка привела к катастрофическому затоплению города, что ещё раз подтвердило важность и необходимость гидрологических наблюдений в узле слияния рек Сухона, Юг и Северная Двина.
Коллектив станции сохраняет и продолжает дело своих предшественников Н.П. Пальникова, А.С. Манакова, В.В. Ковалева, О.И. Акрипиловой, проработавших на станции длительное время. Большой вклад в работу станции внес Александр Иванович Пивоваров, который оставался начальником с 2003 по 2011 год. С 2012 года и по настоящее время коллектив станции возглавляет Марина НиколаевнаИвашевская.
Начальник Г-2 В.Устюг Ивашевская М.Н.