La station de Concarneau est fondée en 1859 par le naturaliste Victor Coste, professeur au Collège de France, Inspecteur général des Pêches et par ailleurs médecin de l’Impératrice Eugénie. L’ambition du « Vivier-Laboratoire » – la première appellation du centre – est au départ l’élevage d’animaux marins : huîtres, homards, poissons… Idéalement situé sur la côte sud de la Bretagne, près des estuaires, de l’archipel des Glénan et du port de pêche de Concarneau, le centre devient progressivement un lieu de recherche et de science, attirant des chercheurs du Muséum national d’Histoire naturelle et des facultés de Paris et de Lille.
Fin XIXe, Georges Pouchet, naturaliste français, professeur d’anatomie comparée au Muséum, spécialiste des poissons et des cétacés, dirige ce qui est alors le « Laboratoire maritime de Concarneau ». Diverses recherches y sont menées, par exemple sur la faune microscopique, les algues et le plancton – Pouchet est le premier à identifier certaines espèces de micro-algues toxiques comme les Dinophysis, qui contaminent des mollusques. D’autres travaux portent sur les techniques d’élevage particulièrement complexes des poissons plats, comme la sole, par le naturaliste Paul Fabre-Domergue, directeur-adjoint du laboratoire, et par Eugène Biétrix. Puis, sous la direction du médecin et biologiste Laurent Chabry, des recherches notables en embryologie expérimentale sont réalisées à partir de l’observation d’anomalies de développement sur des embryons récoltés dans le plancton de la baie de Concarneau.
À partir des années 1930, des biochimistes tels Maurice Nicloux et Jean Roche investissent la station. Par la suite, celle-ci constitue un centre de recherche privilégié dans les domaines de la biochimie comparée et la biochimie marine. En 1952, les travaux de Roche sur l’iode dans les organismes marins le mènent à découvrir l’hormone thyroïdienne active T3. Plus tard, sous la direction d’Yves Le Gal, directeur de la station 1968 à 2005, des recherches en biotechnologies marines sont développées. Des travaux à partir d’organismes marins conduisent à des applications dans l’agroalimentaire et la santé. Depuis 1972, le Marinarium est venu s’ajouter à l’établissement d’enseignement supérieur et de recherche : il constitue une zone ouverte au public, véritable interface entre le grand public et les chercheurs, avec des aquariums présentant la flore et la faune locales, dont un bassin de 120 000 litres.
Gérée en co-tutelle par le Muséum (Muséum national d’Histoire naturelle - MNHM) et le Collège de France entre 1996 et 2005, la station dépend depuis uniquement du MNHM. Elle remplit les principales missions statutaires de sa tutelle, à savoir la recherche et l’enseignement, la tenue de collections, l’expertise, et la diffusion des connaissances. La station accueille une vingtaine de permanents chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs et techniciens, et plusieurs dizaines de chercheurs, doctorants et étudiants contribuent chaque année aux travaux menés. Depuis la fermeture de la station zoologique belge d’Ostende, la Station de biologie marine de Concarneau est considérée comme la plus ancienne station marine encore en activité.
