El único problema que veo es que le has asignado 100 al valor de opacity y los valores van de 0 a 1. Esto, por ejemplo, funciona sin problemas:
Código PHP:
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />
<title>Documento sin título</title>
<style>
#contenido_tarea{
clear: both;
width: 100%;
height: 400px;
border-top: 1px solid #CCC;
padding-top: 15px;
font-size: 14px;
opacity:.1;
-webkit-transition: opacity 2s ease-in-out;
-moz-transition: opacity 2s ease-in-out;
-o-transition: opacity 2s ease-in-out;
-ms-transition: opacity 2s ease-in-out;
transition: opacity 2s ease-in-out;
background:#000;
}
</style>
<script type="text/javascript">
function div_on(){
var cont_tarea = document.getElementById("contenido_tarea");
cont_tarea.style.opacity="1";
}
</script>
</head>
<body>
<div id="contenido_tarea" onclick="div_on()"></div>
</body>
</html>