學校的前身是創建于1935年的廣東省立高級水產職業學校。1997年1月10日，湛江水產學院和湛江農業專科學校合并組建湛江海洋大學。2001年12月，全國重點中專湛江氣象學校并入。2005年6月15日，經教育部批準，湛江海洋大學更名為廣東海洋大學。
截至2021年5月，學校有湖光校區（校本部）、霞山校區、海濱校區三個校區總面積4892畝，校舍總建筑面積80.37萬平方米，圖書館藏書392萬冊，教學科研設備值5.51億元，固定資產值20.68億元；學校設有19個二級學院、1個獨立學院，有81個本科專業，39個高職高專專業；有全日制本科生、研究生、留學生近3.5萬人，獨立學院2.1萬人，成人高等教育學生1.2萬人。