Od 1 czerwca 2006 do 31 maja 2015 kierował jako dyrektor Instytutem Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowym Instytutem Badawczym.
Mieczysław Ostojski sprawował również następujące funkcje w instytucjach międzynarodowych i krajowych: Przewodniczący Delegacji Polskiej Międzynarodowej Komisji Ochrony Odry przed Zanieczyszczeniem (grudzień 2003 – sierpień 2006) Prezydent Europejskiej Sieci Organizacji Zlewniowych (2004–2005), Prezydent Międzynarodowej Sieci Organizacji Zlewniowych (1995), Wiceprzewodniczący Programu HELCOM PITF (1997–1999), Sekretarz Wykonawczy Komisji Helsińskiej – HELCOM (1999–2003), Przewodniczący Delegacji Polski do HELCOM (1996–1999, od 2003 do 30 czerwca 2006), Przewodniczący Komisji Helsińskiej, HELCOM od 1 lipca 2006 r. do 30 czerwca 2008 r. Członek Rady Wykonawczej Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO) (2007–2015) oraz wiceprzewodniczący Europejskiej Asocjacji Regionalnej WMO – RA VI WMO (2010–2015) Wiceprezydent Światowej Organizacji Meteorologicznej (2011–2015)
Był także członkiem Komitetu ds. Audytu Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO) oraz przedstawicielem tej organizacji w Komisji ONZ ds. Emerytur. Po przejęciu władzy przez PiS został doradcą ministra środowiska Jana Szyszki.