1950년 4월 5일 목포수산상선고등학교로 개교한 이래 여러차례 학제개편을 거쳐 1979년에 수학연한 3년의 해양전문대학으로 개편되었으며, 1993년 3월 국립목포해양대학으로 승격, 1994년 4월 국립목포해양대학교로 교명을 변경하였다.
1997년 3월 대학원을 개설하였으며, 1999년 교육목표를 개정하여 전인적 교양인 양성, 창조적 전문인 양성, 봉사적 전문인 양성, 성실하고 유능한 해사, 해양 전문인 양성으로 하였고, 교훈도 진리탐구, 성실봉사, 해양개척으로 변경하였다. 1999년 10월 대학교표 및 로고를 변경하였다.
2000년 1월 목포해양대학교 군사교육단이 창설되었으며, 2001년 9월 해양산업대학원 신설이 승인되었다. 2001년 12월 제2공학관을 준공하였고, 2002년 3월 창업보육센터를 설립하였다. 2002년 12월 승선생활관 5호관이 준공되었으며, 2003년 4월 4700톤급 실습선 새누리호가 출항하였다. 2003년 7월 평생교육원을 설치하였고, 2004년 3월 산학협력단을 설치하였다. 2004년 8월 해양학사를 준공하였고, 2007년 10월 대학본부 개청식을 하였다.
해양계 특성화대학을 지향하는 국립대학으로써 2010년 현재 국가해운산업의 근간인 해기사를 육성하는 해사계열(해상운송시스팀학부·기관공학부)과 해양관련 분야의 인재를 육성하는 공학계열(해양전자 통신공학부·해양 및 조선공학부)의 2개 계열 5개 학부에 16개학과를 운영하고 있다.
해사계열 학생의 경우 주활동무대가 외국인 점을 감안하여 학생들에게 외국어 구사능력의 배양과 자동화교육을 주안점으로 교육하고 있으며, 3년간 선박회사에 근무하면 병역의무가 면제되며 학생전원이 의무적으로 국비 기숙사 생활을 하도록 되어 있다. 공학계열은 선박과 밀접한 관계를 갖는 해양 및 해운분야의 우수인력을 육성함을 목적으로 하고 있다.
직제는 교무처·학생처·사무처·실습과로 이루어져 있으며, 부속기관으로 도서관·승선생활관·전자계산소·기관공장·학생생활연구소·실습선 새유달호(3644톤)와 유달호(3288톤) 새누리호(4701톤)가 있다.