Dès 1809, méduses, mollusques, tuniciers, siphonophores de la faunes pélagique sont décrits par deux havrais : le zoologiste F. Péron et le dessinateur C.A Lesueur, puis par Verany.

Carl Vogt, le «savant prolétaire», professeur à Genève, séjourne à Nice en 1851-52, il publie ses «Recherches sur les animaux inférieurs de la Méditerranée», vantant les mérites du plancton dans la baie de Villefranche-sur-Mer et envisage la création d’un laboratoire.

En 1882, son protégé genevois, Hermann Fol, associé à Jules Barrois, fondent le «Laboratoire des Hautes Etudes» dans le Lazaret de l’ancien arsenal et le bagne des rois de Sardaigne.

Par lettre, juste avant sa mort, Darwin encourage Barrois, à créer un laboratoire de biologie comme Dohrn à Naples et Lacaze-Duthier sur les côtes de France.

De nombreux biologistes de renom sont accueillis entre 1882 et 1886 dans le «bâtiment des galériens», aussi appelé «la Maison Russe» car le bâtiment sert de dépôt de charbon à la flotte russe qui fait souvent escale dans la baie.

Un des visiteurs russe, A. Korotneff, en prend le contrôle et fonde le «Laboratoire Russe de Zoologie» avec le soutien financier des autorités russes. Il faut attendre les années trente pour que le laboratoire soit officiellement rattaché au ministère français de l’instruction publique et soit mis à la disposition de l’Université de Paris avec Grégoire Trégouboff comme sous-directeur.

Dans les années cinquante, Paul Bougis devient sous-directeur (la direction est à Banyuls). L’écologie marine et l’océanographie pélagique prennent le pas sur la zoologie et l’embryologie.

En 1962 et 1965, les laboratoires de géodynamique sous-marine et de physique et chimie marine sont implantés par L. Glangeau, puis A. Ivanoff dans l’ancienne corderie de l’arsenal.

A partir des années 1980, la biologie cellulaire marine et la biologie du développement prennent un nouvel essor sous la direction de Christian Sardet. La pluridisciplinarité du site est assurée en 1983 par la création du Centre d’Etudes et de Recherches Océanographiques de Villefranche-sur-mer (CEROV), dirigé par André Morel (1985-1989), Il est ensuite transformé en Observatoire Océanologique et en 1989, Jacques Soyer en est nommé directeur. Michel Glass lui succède en 2001 et les recherches sont regroupées dans trois laboratoires, le Laboratoire de Géodynamique Sous-marine, le Laboratoire d’Océanographie de Villefranche, le Laboratoire de Biologie du Développement.