1931年，国立青岛大学校长杨振声提出设立海洋学与气象学的计划，认为这些学科在当时国内大学中尚未广泛开设，可以逐步设立。抗战胜利后，厦门大学于1946年成立了海洋学系和海洋研究所，唐世凤教授担任首任系主任和所长。同年，山东大学也设立了海洋研究所，并在1947年获得教育部批准，计划设立海洋学系。赫崇本博士于1949年回国，担任山东大学教授，后转至物理系气象组并任海洋物理研究所所长。青岛观象台台长王彬华（王华文）也同时担任物理系气象组教授。
1952年，全国高校院系调整中，厦门大学的海洋系部分教师和学生调入青岛与山东大学的海洋研究所合并，成立了新的海洋学系，赫崇本任系主任，与景振华等一起发展物理海洋学专业，著名海洋生物学家童第周、曾呈奎教授也参与了筹备。文圣常、王彬华、牛振义教授在1953-1957年间加入山东大学海洋学系。随着学科发展，海洋水文学专业和海洋气象专业在1958年进行了调整，山东大学主体迁往济南，留青岛的部分成立了山东海洋学院，海洋学系更名为海洋水文气象系，增设专业和领导职务。
文革期间，专业合并与分离持续，1973年重新分为海洋水文学和海洋气象学两个专业。1978年，文圣常接任系主任，专业名称和机构调整频繁，如物理海洋学研究所、河口海岸带研究所相继成立，赫崇本和奚盘根分别担任名誉主任和主任。海岸工程专业和相关研究机构也在1985年划归海洋工程系。1991年，专业名称进一步调整为海洋学和天气动力学，1993年成立了海洋环境学院，涵盖了多个研究所和实验室，冯士筰任院长，学院发展不断推进。
至今，海洋环境学院拥有海洋学系、海洋气象学系、物理海洋研究所和物理海洋实验室，学院在学科建设、研究和教育领域持续发挥着重要作用。
中国海洋大学海洋环境学院的历史，可以追溯到20世纪30年代。抗战胜利后，厦门大学于1946年成立海洋学系及海洋研究所，唐世凤教授为首任系主任和所长。同年山东大学也设立海洋研究所，1947年2月获教育部批准，规划设置海洋学系。1988年学校更名为青岛海洋大学。1999年田纪伟接任海洋环境学院院长。2003年徐天真校长助理接任院长。2005年魏皓接任院长，2008年管长龙接任院长至今。