1987年，广州救捞局和英国海洋探测公司在距阳江市海陵岛30多海里的海区意外发现一艘宋代沉船，当年这艘古船从中国驶出，赴新加坡、印度等东南亚地区进行海外贸易时意外遇险。

2004年12月28日，广东海上丝绸之路博物馆奠基。

2005年12月28日，广东海上丝绸之路博物馆正式动工。

2007年8月初，广东海上丝绸之路博物馆全面封顶。12月21日，“南海ⅰ号”古沉船起吊。12月22日上午10时，现场举行“南海ⅰ号”出水仪式。12月28日，运用沉箱进行南海ⅰ号整体打捞，安置于广东海上丝绸之路博物馆。

2009年8月18日至9月26日，考古人员对“南海ⅰ号”进行了第一阶段试掘工作，出水了200多件来自江西景德镇、福建德化及浙江龙泉等地民窑瓷器，以后还将陆续进行试掘，尽快将沉船展现于世人面前。11月，广东海上丝绸之路博物馆基本完工。12月24日，广东海上丝绸之路博物馆正式向社会公众开放。

2016年11月，广东海上丝绸之路博物馆开始申遗闭馆改造。

2017年8月15日，广东海上丝绸之路博物馆试开馆。

2022年8月，国家文物局考古研究中心、广东海上丝绸之路博物馆战略合作协议签约仪式暨中国水下考古活化利用研究院揭牌仪式在广东阳江举行。

2023年10月12日，广东海上丝绸之路博物馆、南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)战略合作共建协议签约仪式在广东海丝馆举行。双方将依托“南海i号”保护项目，围绕海洋文化遗产考古和保护，开展深度合作共建。

2023年12月1日，发起成立广东省海洋文化遗产科技联盟。