O Aquário Vasco da Gama foi inaugurado em 1898, numa cerimónia integrada nas Comemorações do IV Centenário da Descoberta do Caminho Marítimo para a Índia. A Comissão Executiva destas celebrações, desejando perpetuar a memória de tão importante acontecimento, decidiu mandar construir um aquário público com objetivos de “recreio e instrução popular”. A construção do edifício, teve a orientação de Albert Girard, um naturalista notável e o principal colaborador científico do Rei D. Carlos I.
Em 1901 o Aquário é entregue à Marinha Portuguesa, onde permanece até hoje como organismo cultural. Anos mais tarde, em 1909, a administração e orientação técnica do Aquário é confiada à Sociedade Portuguesa de Ciências Naturais, com o objetivo de criar uma Estação de Biologia Marítima em Portugal. O Aquário passou então por um período de forte incremento até se converter legalmente, em 1919, numa Estação de Biologia Marítima, que tinha por objetivo o desenvolvimento de investigação científica. Destacam-se importantes estudos realizados a partir dessa altura sobre os stocks da sardinha, a sobrepesca, o plâncton, as correntes e a topografia marinha. Esta foi a Estação de Biologia Marítima mais importante em Portugal durante a primeira metade do século XX e podemos por isso dizer que foi no Aquário Vasco da Gama que nasceu o estudo do mar e onde se formaram muitos biólogos do nosso país. Em 1935, o património histórico do Aquário Vasco da Gama valorizou-se extraordinariamente com o legado da Coleção do Museu Oceanográfico D. Carlos I e a respetiva biblioteca. Representando um valioso contributo para o inventário faunístico da costa portuguesa, a coleção foi alvo do interesse de investigadores da Estação de Biologia Marítima. Em 1936 Herculano Vilela publica um estudo sobre crustáceos decápodes e Bernardo Coelho Gonçalves, publica em 1942, o estudo exaustivo da coleção de peixes. Em 1940, em consequência da construção da estrada marginal Lisboa-Cascais, o edifício do Aquário é cortado em cerca de um terço da sua superfície, sendo destruídos os laboratórios, biblioteca, arrecadações e tanques de cultura, bem como ocupado o terreno existente entre o edifício e a linha-férrea. Este acontecimento, teve consequências nefastas para a instituição que no decénio (1940 - 1950) se encontrava numa situação de grande degradação. Esta crise acabou por conduzir à separação do Aquário da Estação de Biologia Marítima, ficando esta como organismo de investigação científica enquanto o Aquário retoma a sua missão inicial, dedicando-se preferencialmente à área da educação e lazer. A partir de 1950, altura em que se verifica a cisão do Aquário da Estação de Biologia Marítima, empreendeu-se um trabalho de recuperação e restauro das instalações, bem como a construção de novos aquários, trabalho que teve continuidade nas décadas seguintes.