自1954年建立以来，本标本馆的发展历程分为两个阶段：

1. 1954—2014年：旧馆

旧馆位于广州市海珠区新港西路231号南海水产研究所本部。早期主要是接收和采集制作标本，对标本进行纸质文档记录。由于标本储存年限时间久和纸质文档损坏，部分标本损坏或丢失了记录。

2. 2014年—2019年

    新馆是在所领导的关心和支持下建成的。标本馆搬迁花都所区后，工作人员对现存标本进行了彻底盘查和记录，对破旧或丢失标本进行了修补和新增，并积极开展对外参观和展示服务。自2018年起，在广东省渔业生态环境重点实验室开放基金等项目的支持下，以及渔业资源研究室、渔业环境研究室、水产养殖与遗传育种研究室和海南热带水产研究开发中心的大力协助下，共同开发了“南海渔业生物标本资源共享平台”，形成较大规模的实物库、信息库以及能快速查询检索的平台，完成了标准化整理和数字化展示的瓶装标本370件、骨骼标本1件、藻类活体标本30余件，形成了比较详尽的标本数据库和查询系统。

3.2020年-现在：新馆

2020年10月底开始重新装修，2021年4月完成装修。