1951年，船舶模型试验研究所（Ship Model Experiment Institute）建立于上海黄浦江畔。

1965年，船舶模型试验研究所总部搬迁至无锡，在上海设有分部。

1954年，船舶模型试验研究所建成中国国内第一座拖曳水池。

1957年，船舶模型试验研究所（Ship Model Experiment Institute）改名为船舶科学研究所（Ship Science Research Institute）。

1961年，国家大力加强海军建设，成立了中国舰船研究院（七院），研究所隶属之，起称为702所。

1978年，研究所对外开放，称中国船舶科学研究中心（China Ship Scientific Research Center, CSSRC），被国务院学位委员会批准承担起招收一级学科“船舶与海洋工程”流体力学和结构力学两大专业的研究生教育和培养任务。

1997年，研究所获得江苏省文明单位称号。

2013年12月，中国石油大学与中船重工集团第702研究所（中国船舶科学研究中心）共建“海洋能源联合研究院”成立。

2014年7月，研究所获中国工业经济联合会、联合国工发组织授予的“中国工业行业履行社会责任五星级企业”荣誉。

2015年1月，研究所与武汉理工大学签订战略合作协议，围绕海洋强国的国家战略，以高性能船舶、海洋工程及水运安全工程装备研发为目标，在船舶与海洋工程水动力学、结构性能以及新材料、人才培养等领域开展合作，推动技术创新，实现共同发展。

2015年10月14日，国家科技部正式公布第三批获批立项的企业国家重点实验室，研究所深海载人装备国家重点实验室名列其中。

2015年11月，由上海分部工程开发室牵头研制的消防用浅水域水下搜救机器人通过了科技部组织的验收。

2016年6月，研究所研发的“海翔”号水下滑翔器海试圆满成功。

2016年7月，研究所研制的蛟龙号圆满完成2016年试验性应用航次（中国大洋第37航次）科考任务，开始返航。