한국 연안의 해양개발 및 수산자원의 생산향상을 위한 기초연구를 종합적으로 수행하여 해양개척과 수산업 발전에 기여하고자 <국립대학설치령>에 의하여 1966년 10월에 설립, 개소하였으며, 초대소장은 이병돈(李秉暾)이다.
설립 당시에는 임해연구소라 하였으나, 1975년 1월에 부경대학교해양과학연구소로 명칭이 변경되었다. 개소 당시부터 학술지의 발간, 연구과제의 수행 등 본격적인 활동을 전개하고 있다.
1979년 5월 문교부로부터 해양·수산분야 특성화 기초연구소로 지정되어 5개년간 기초연구를 수행하였으며, 물리해양학 및 생물해양학의 특성화 연구소로 지정되었다. 1983년 12월부터는 환경청 환경영향평가 대행자로 지정되었다.
1986년 정부가 약 60억원의 예산으로 전국 대학교 해양관련 학과가 공동으로 사용할 수 있는 교육 및 연구전용의 해양탐사선의 건조를 결정하였으며, 그 주관기관으로 본 연구소를 지정하여 전국 공동연구소로 출범하게 된 직접적인 계기가 되었다.
1991년에 약 40억원의 국가예산을 바탕으로 향후 주관기관이 사용할 공동연구소 건물이 현 부경대학교 내에 신축되기 시작하였으며, 이러한 과정 속에서 본 연구소는 해양탐사선의 건조 및 전국 공동연구소의 설립에 공동으로 참여한 전국 9개 대학교(군산대학교·부경대학교·부산대학교·여수대학교·인하대학교·전남대학교·제주대학교·충남대학교·한양대학교) 해양관련 학과의 공동연구, 운영 및 협력체계를 구축하게 되었다.
이를 바탕으로 1992년 3월에 (1) 해양과학에 관한 전국 대학간 공동연구, (2) 해양탐사선의 이용, (3) 전국 대학 해양관련학과 학생의 임해실습 교육, (4) 해양과학기기 및 정보의 공동활용이라는 설립목적을 갖고 명실상부한 전국 규모의 해양과학공동연구소로 확대·개편되었다.
또한 교육부는 1993년부터 해양탐사선의 관리기관 및 해양공동연구의 주관기관으로 지정하여, 탐사선과 부경대학교 캠퍼스내의 해양과학공동연구소 건물 및 시설의 관리·유지에 필요한 예산을 지원하고 있다. 또한 1993년에 건조된 탐사선은 많은 해양관측 장비들을 탑재하고 있으며, 각 대학의 교수 및 학생들의 승선실습을 위해 이용되고 있다.
1998년 4월 현재 해양물리·화학·생물 및 지질 등의 연구부서에 57명의 상임연구교수를 비롯하여 기사·고용직 등의 요원이 있다.
주요사업으로는 조사연구, 연구용역, 해양과학교육, 학술회의 개최 및 학술지 발간 등이 있다. 1998년까지 <중요해산어류의 종묘생산>, <굴 양식장의 해양생태학적 연구> 등의 연구과제와 <천해간석지개발조사> 등의 조사연구용역과제를 수행하였다.
초·중고·학생에게 해양과학교육을 실시하고 있으며, 1967년 이후 연간으로 발간된 ≪연구보고≫는 1983년부터 ≪연구논문집≫으로 제호를 변경, 총 96권을 발간하였고, ≪한국연근해 어란·치자도감≫도 발간하였다.
1997년에 제3차 환태평양 지구환경 국제심포지움을 개최하였다. 현재 점증하는 해양과학연구의 선도적 역할을 위해 교육부에서 지원한 600t급의 해양탐사선을 운용하고 있다.
이밖에도 국제협력의 일환으로써 국제학술회의를 개최하여 외국의 대학 및 해양관련 연구소들과 협력관계를 점차 확대해 가고 있으며 전국 규모의 국내 유일한 연구소로서 한국의 해양 및 수산분야의 연구에 크게 기여하고 있다.