Cảng Cát Lái được xây dựng theo nhiều giai đoạn, bắt đầu từ tháng 06 năm 1996 cho đến 2002, diên tích ban đầu khoảng 170,000 mét vuông, gồm 2 cầu tàu 150m, khả năng đón tàu với trọng tải trên 20,000 DWT. Cùng thời gian đó Cát Lái kết hợp với thành phố xây mở tuyến đường liên tỉnh lộ 25 từ xa lộ Hà Nội đến phà Cát Lái nhằm thu hút khách hàng.

Chuyến tàu đầu tiên cập Cát Lái vào tháng 03/1998 là Nan Ping San của Trung Quốc, bốc dỡ hơn 5,000 tấn gạo. Sau khi chuyển sang khai thác container, chuyến tàu đầu tiên là của Hãng tàu RCL, cập Cát Lái vào tháng 10 năm 2002.

Năm 2005, khi Cầu Thủ Thiêm hoàn tất xây dựng, Tân Cảng Sài Gòn chuyển toàn bộ các hoạt động đón tàu container từ Cảng Tân Cảng sang Cảng Cát Lái, từ đó Cát Lái trở thành cảng trọng điểm của khu vực phía Nam.