Das DKRZ war nach seiner Gründung im Geomatikum der Universität Hamburg in der Bundesstraße 55 untergebracht. Das 18-geschossige Gebäude beherbergt die geowissenschaftlichen, mathematischen und geographischen Institute sowie Bereiche des Max-Planck-Institutes für Meteorologie. Die Mitarbeiterbüros des DKRZ befanden sich im 12. bzw. später im 17. Stock und die Rechnerräume im 15. Stock.
Seit 2000 befanden sich die Büros der aus dem DKRZ ausgegliederten "Modelle und Daten"-Gruppe in angemieteten Wohnungen in der Straße Am Schlump 58.
2004 wurden die Büros der DKRZ-Mitarbeiter in den sogenannten Pavillon hinter dem Geomatikum verlegt. Die Rechnerräume verblieben im Geomatikum und wurden deutlich erweitert, um dem damals neuen Hochleistungsrechner für die Erdsystem-Forschung (NEC SX-6) Platz zu bieten. Diese Maßnahme erwies sich als kostengünstiger als ein Neubau für Büros und Rechner.
Die nächste Ausbaustufe des DKRZ Rechnersystems konnte aus technischen Gründen (Stromversorgung, Kühlung, Statik) nicht mehr in den oberen Etagen des Geomatikums untergebracht werden. Im Winter 2007-08 wurde daher mit der Sanierung und dem Umbau eines ehemaligen Universitätsgebäudes in der Bundesstraße 45a begonnen. Diese Maßnahme wurde mit 26 Millionen Euro von der Freien und Hansestadt Hamburg finanziert. Ein Jahr später, im März 2009, wurde der neue Höchstleistungsrechner des DKRZ, die IBM Power6, im neuen Gebäude installiert und nahm im April 2009 seinen Betrieb auf. Die neuen Büros wurden im Herbst 2009 von den Mitarbeitern des DKRZ und von M&D bezogen.