中山大学海洋学院于2008年6月成立。学院建设以立足南海，面向国家和地方在海洋科学的深海生物资源、矿产资源和近岸海洋工程与环境领域的重大科技需求，围绕资源与环境、资源与发展二大主题，重点开展我国深海生物功能基因资源、海洋生物资源保护、海洋地质矿产资源、海洋环境、海洋工程、海洋监测和海洋矿产资源基础与应用基础科学研究与技术开发。

2008年5月，中山大学与广州海洋地质调查局签署战略合作协议，互聘高层次人员，联合培养学生，合作开展研究，共建海洋学院；6月，中山大学海洋学院正式成立；9月，招收首届本科生。

2011年11月，许宁生校长带队访问国家海洋局，落实国家海洋局与教育部共建涉海高校的具体工作。

2014年9月，中山大学党委常委（扩大）会议研究决定，在珠海校区新建海洋大楼，为海洋学院扩大研究生规模，提供必要发展空间。

2016年5月，海洋学院正式更名海洋科学学院。

2023年12月1日，参与发起的广东省海洋文化遗产科技联盟正式成立。

据2018年4月官网资料显示，学院共有专职教职员工130多人，其中教授21人、研究员9人、副教授22人、副研究员31人。拥有国家“杰青”3人、教育部新（跨）世纪人才3人、国家“优青”1人、广东省“珠江学者”1人、广东省“杰青”2人、广州市“珠江科技新星”4人。

此外，学院还聘请了广州海洋地质调查局、国家海洋局南海分局、广东省水利水电科学研究院、美国麻州大学海洋科学与技术学院、荷兰代尔夫特理工大学、美国德州农工大学柯柏斯克里斯提分校、澳大利亚悉尼大学海洋技术部等机构学者为学院兼职教授（兼职研究生导师）54名。

据2018年4月官网资料显示，学院每年本科生招生计划为200人规模，硕士生招生计划为40人规模，博士生招生计划为15人规模。

学院每构建并实施了“第一课堂—第二课堂”协同育人模式，获得2017年广东省教育教学成果奖一等奖。

据2018年4月官网资料显示，学院建成了南海海洋生物技术国家工程技术研究中心、河口水利技术国家地方联合工程实验室、广东省海洋资源与近岸工程重点实验室、水产品安全教育部重点实验室、广东省河口水利工程实验室、广东省海岸与岛礁工程技术研究中心、海洋石油勘探开发广东高校重点实验室、海洋微生物功能分子广东高校重点实验室和珠海市海洋生物资源与环境重点实验室，以及南海资源开发与保护2011协同创新中心、国家海洋生物天然产物化合物库、中国-东盟海水养殖技术联合研究与推广中心。

据2018年4月官网资料显示，学院自成立以来，学院承担国家重点科研专项课题、国家自然科学基金等国家级科研项目90多项，获得科研经费2.75亿元（到位），人均科研经费位居全校前列；累计发表论文420多篇，其中SCI收录230多篇，ESI高被引论文10多篇，获得或申请专利60多项。