L’observació sísmica dels primers temps de l’Observatori s’inicià sota la direcció de J. Comas i Solà amb els aparells com el sismoscopi Agamennone i els sismògrafs mecànics Cancani, Agamennone i Vicentini.
Al mateix temps es portà a terme la recopilació de les informacions macrosísmiques (efectes percebuts per la població degut a la ocurrencia d’un sisme). Comas i Solà va obtenir el primer mapa d’isosistes amb el terratrèmol de Rubí de 18 de febrer de 1907.
A partir de l’any 1912 s’inicià l’època Fontserè, qui va retirar els instruments anteriors llevat delVicentini, que va modificar i complementar amb
la incorporació d'un nou equip: el sismògraf Mainka (sismògraf mecànic), amb rellotge Wiechert (amb contactes elèctrics) que permetia apreciar els segons en els sismogrames. Fontserè continuà les observacions macrosísmiques iniciades per Comas i Solà amb la creació d’una xarxa d’observadors distribuïda per diferents poblacions de Catalunya els quals realitzaven l’enquesta macrosísmica. Els estudis macrosísmics es publicaven en fulls separats de les lectures instrumentals. A partir de 1945 la informació instrumental i macrosísmica es recull en el butlletí de l’Observatori Fabra de les Seccions Meteorològica i Sísmica.
A partir de l’ any 1964 s’instal·len els primers equips amb sensors electromagnètics, els Hiller-Stuttgart, amb registre sobre paper fotogràfic. Aquests equips són substituïts a principis de 1990: els registradors fotogràfics per un equip Lennartz sobre paper i els sensors per instruments Mark, els quals continuen en funcionament a l’Observatori.
A partir del 1986 fins ara l’adquisició d’aparells més moderns i més sensibles, i la situació de l’Observatori, proper al nucli urbà de la ciutat de Barcelona, fa que sigui necessari allunyar els sensors cap a zones de menor soroll cultural. El nou emplaçament (Fontmartina) està situat en el massís del Montseny des d’on es transmet el senyal telemàticament fins a l’Observatori Fabra al Tibidabo. La seva instrumentació es va ampliar amb sismògraf de banda ampla a partir de 1999. L'Estació Sísmica de Fontmartina va ser una de les primeres estacions de la Xarxa Sísmica de Catalunya (operada per l'Institut Cartogràfici Geològic de Catalunya, ICGC) i per tant n'ostenta una de les seves sèries de dades digitals més longeves, amb la designació oficial CFON.
L'Estació Sísmica de l'Observatori Fabra, actualment també oficialitzada dins de la Xarxa Sísmica de Catalunya amb el codi FBR, a més del sismògraf Mark-Lennartz de curt període s'ha complementat instrumentalment operant actualment també de forma contínua i oficial un sismògraf Geotech de banda ampla i un acceleròmetre Güralp.
Actualment l’Observatori continua el seu interès prioritari en el estudi de la sismicitat regional, tant en l’adquisició de registres instrumentals com en la recopilació d’informació macrosísmica a través de les enquestes que, iniciades a principis de segle XX, ara es continuen realitzant en col·laboració amb l'ICGC.
A més a més d'aquests instruments que han estat part de les sèries de dades observacionals oficialment operatives a cada moment, totes dues estacions sísmiques des del seu orígen han acollit i experimentat, de forma més o menys puntual, amb diferents tecnologies i instrumentació complementària, així com també ha participat a múltiples projectes de forma paral·lela a l'adquisició de les observacions ordinàries.Com ja s’ha indicat, el sismògraf Mark–Lennartz, amb els sensors al mateix Observatori, continua operatiu.
Actualment l’Observatori continua el seu interès en el estudi de la sismicitat regional, tant en l’adquisició de registres instrumentals com en la recopilació d’informació macrosísmica a través de les enquestes que, iniciades a principis de segle XX, ara continua realitzant en col·laboració amb el Servei Geològic de Catalunya.